Sao được sinh ra lâu hơn

Sao được sinh ra lâu hơn

Dmitry Vibe,
astrochemist, Dr. Phys-Mat. Khoa học, Trưởng khoa. Khoa Vật lý và Tiến hóa Sao, Viện Thiên văn học, RAS
"Tùy chọn Trinity" №15 (234), ngày 1 tháng 8 năm 2017

Dmitry Vibe

Trong giai đoạn đầu của kiến ​​thức về vật chất phân tử giữa các vì sao, các đám mây phân tử được coi là các vật thể tồn tại lâu dài với tuổi thọ đặc trưng theo thứ tự hàng chục triệu năm. Vì khối lượng của các đám mây đáng kể vượt quá khối lượng của Jeans (khối lượng quan trọng cho sự khởi đầu của sự bất ổn định hấp dẫn), chúng sẽ phải sụp đổ nhanh chóng, do đó, để nói chuyện, theo trọng lượng của chúng. Do đó, giả định về sự tồn tại lâu dài của các đám mây phân tử đòi hỏi giả định về sự hiện diện của một số yếu tố bổ sung ngăn chặn sự sụp đổ.

Trong khuôn khổ của cái gọi là mô hình hình thành sao tiêu chuẩn, các đám mây phân tử được giữ từ sự sụp đổ bởi từ trường, và do đó sự hình thành sao xảy ra trong chúng từ từ, vì sự hỗ trợ cho từ trường bị mất. Tuy nhiên, theo thời gian, bằng chứng bắt đầu tích lũy những đám mây phân tử sống ít hơn nhiều – chỉ vài triệu năm.Một lời khai như vậy là cái gọi là vấn đề của các ngôi sao đăng T Tàu ("sau T Tauri").

Theo các khái niệm hiện đại, ngôi sao loại T Tau là một ngôi sao rất trẻ của loại mặt trời, không phải bên trong cũng không xung quanh các quá trình đã từng lắng xuống, và do đó nó có sự thay đổi bất thường đáng chú ý. Độ tuổi của các ngôi sao loại Tầu là vài triệu năm hoặc ít hơn.

Nếu đám mây phân tử tồn tại trong vài chục triệu năm và sự hình thành sao vẫn tiếp tục trong suốt thời gian này, thì chúng ta sẽ thấy nó như những ngôi sao T Tau mới sinh, vẫn còn cư xử như học sinh lớp năm, cũng như những ngôi sao T Tau yên tĩnh hơn với tuổi tác hơn một chục triệu năm giống như thanh thiếu niên.

Nhưng chính xác hơn với sự hiện diện, chính xác hơn, sự vắng mặt của những "thanh thiếu niên" – bài T Tau sao trong những đám mây phân tử hình thành sao – và vấn đề này được kết nối. Vì tuổi của đối tượng "composite" (đặc biệt là lĩnh vực hình thành sao) là hợp lý để giả định tuổi của nguyên tố cổ nhất, và chúng ta trong các khu vực hình thành sao đang hoạt động (chúng ta nghĩ) không thấy sao già hơn vài triệu năm, chúng ta phải kết luậnkhông có hàng chục triệu năm của các đám mây phân tử có liên quan.

Kết luận này là một trong những lý do cho sự suy giảm đặc thù của mô hình chuẩn và sự nổi lên của mô hình mới – trọng lực hỗn loạn, theo đó đám mây phân tử là một cục máu đông thoáng qua trong một môi trường giữa các sao hỗn loạn, đi qua một vòng đời đầy đủ – từ sự hình thành cục máu đông và sự ra đời của các ngôi sao trong nó để tiêu tan – trong vài triệu năm.

Cơ sở của những ý tưởng của chúng tôi về sự hình thành các ngôi sao tương tự như Mặt Trời, ở mức độ lớn nằm trong nghiên cứu về sự phức tạp của các đám mây phân tử ở Taurus-Auriga (viết tắt là "Chariotee" thường bị bỏ qua trong tên): . Và gần đây, một tác phẩm đã xuất hiện được dành cho việc nghiên cứu dân số của các ngôi sao trẻ trong khu phức hợp này [1].

ở trên) và Hyades (bên dưới). Ảnh của Alan Dyer từ amazingsky.net ("TrV" số 15 (234), 08/01/2017) "border = 0> Sợi tối – Thành phần bụi của phức hợp đám mây phân tử ở Taurus – Ariaở trên) và Hyades (bên dưới). Ảnh của Alan Dyer từ amazingsky.net

Thật buồn cười trong những nghiên cứu như vậy, sự gần gũi của khu phức hợp không phải là một lợi thế rõ ràng như vậy: nó chiếm một diện tích khoảng 15 ° đến 15 ° trên bầu trời,và để biên dịch một bức tranh hoàn chỉnh đòi hỏi những quan sát rất lớn. Đồng thời, các sao T Tau dễ phân biệt: ngoài sự biến đổi đã đề cập, chúng có bức xạ hồng ngoại dư thừa (nó phát sáng bụi xung quanh một ngôi sao trẻ và bị bức xạ quang), tia cực tím dư thừa (nó phát sáng chất rơi trên một ngôi sao) và các tính năng đặc trưng khác.

Với những ngôi sao post T Tau thì phức tạp hơn. Họ giữ lại một hoạt động cao trong chromospheres và corons, do đó, để xác định chúng, họ sử dụng các biểu hiện của hoạt động đó – sự hiện diện của các đường phát xạ trong quang phổ hoặc độ sáng tia X cao. Tuy nhiên, nó có khả năng gây nhầm lẫn chúng với các ngôi sao đang hoạt động của các loại khác không liên quan đến vùng hình thành sao, hoặc ngược lại, đánh mất những ngôi sao “cần thiết” đăng T Tau, những quan sát của chúng rơi vào khoảng thời gian bình tĩnh tương đối của chúng.

Khó khăn của việc xác định dẫn đến thực tế rằng chỉ có khoảng 150 ngôi sao lớn hơn các ngôi sao T Tau cổ điển trước đây đã được xác định trong Kim Ngưu. Các tác giả của bài báo gọi họ là không đĩa, vì một trong các chỉ số về độ tuổi là sự hiện diện hay vắng mặt của một đĩa trường hợp.Hầu hết các ngôi sao không đĩa trong không gian được phân bố theo cùng cách với các ngôi sao có đĩa, đó là, chủ yếu ở những nơi mà khí phân tử được tập trung.

Những ngôi sao này được sinh ra gần đây, có lẽ thuộc cùng một thế hệ với những ngôi sao trẻ chính thức có đĩa (ngôi sao cổ điển như T Tau). Tuy nhiên, có một số ngôi sao không đĩa chiếm một diện tích lớn hơn trên bầu trời so với các ngôi sao có đĩa. Có phải chúng là tàn tích của dân số già hơn của phức hợp Kim Ngưu, hay chúng không liên quan gì đến nó, ngẫu nhiên chiếu lên cùng một phần bầu trời?

Câu trả lời cho câu hỏi về sự hiện diện của một dân số lớn tuổi ở Kim Ngưu là quan trọng vì nhiều lý do. Đầu tiên, nếu có, chúng tôi có thể cần phải sửa đổi ước tính tuổi của phức hợp theo hướng tăng của nó. Và – tadam! – Vấn đề của các ngôi sao post T Tau no. Thứ hai, nếu chúng ta xem xét các ngôi sao trong phức hợp, chúng ta giả định rằng chúng thuộc về cùng một thế hệ, và thế hệ thực sự không phải là một, chúng ta sẽ nhận được kết luận thống kê không đáng tin cậy, ví dụ, về phân số sao có đĩa.

Điều này là quan trọng đối với chúng tôi, vì số lượng này bây giờ được sử dụng như một thước đo tuổi thọ của một đĩa tiền hành tinh, và đến lượt nó, nó là một trong những tiêu chí then chốt trong việc xây dựng một lý thuyết về sự hình thành các hệ hành tinh. Vâng, v.v.Từ đó chúng ta rút ra kết luận về hàm ban đầu của khối lượng, bội số, v.v.

Đĩa hành tinh như một nghệ sĩ (Đài quan sát Gemini / Tác phẩm nghệ thuật AURA của Lynette Cook)

Adam Kraus và các cộng sự đã làm như sau. Họ thu thập thông tin về tất cả các ngôi sao của lớp phổ F0 và sau đó, trên bầu trời rơi vào vùng phức tạp của đám mây phân tử Taurus-Auriga và từng được đề xuất là thành viên của khu phức hợp này. Tổng cộng, họ xem xét 396 ngôi sao.

Adam Kraus, Tiến sĩ (Caltech), đã đăng bài tại Viện Thiên văn học ở Honolulu (Hawaii, Hoa Kỳ), Thành viên của Hubble. Ảnh từ www.ifa.hawaii.edu ("TrV" số 15 (234), 08/01/2017)

Đối với họ, các tác giả đã phân tích tất cả các thông số đã biết (tính chất của khí quyển, hàm lượng lithi, vận tốc xuyên tâm, chuyển động thích hợp) cho biết: a) tuổi trẻ, b) thuộc về phức hợp Taurus – Aurium. Danh sách này cho thấy 160 người "bên ngoài" được xác nhận hoặc có thể xảy ra, đó là, các ngôi sao nền và 18 sao không có đủ thông tin để xác định chúng bằng cách nào đó.

218 ngôi sao còn lại có thể là một phần của khu vực hình thành sao đang được đề cập, với 87 trong số đó không có trong danh sách "kinh điển" của các thành viên phức tạp trước đây.Và một phần quan trọng của "người mới" được phân phối trong không gian không giống như các ngôi sao có đĩa. Cụ thể hơn, trong các khu vực mật độ sao cao nhất, tỷ lệ sao với đĩa đạt 60%, trong khi ở các khu vực giữa nồng độ sao dày đặc, nó giảm xuống còn 25%. Trong khu phức hợp Taurus-Auriga mật độ sao tối thiểu, không có sao nào có đĩa.

vòng tròn màu xanh) và những ngôi sao không đĩa (màu xanh lá cây mugs) trong khu phức hợp Taurus – Aurigae. Sự phân bố bụi (tương ứng với phân phối khí phân tử) được sử dụng làm nền tảng [1] (“TrV” số 15 (234), 08.08.2017) ') "> vòng tròn màu xanh) và những ngôi sao không đĩa (màu xanh lá cây mugs) trong khu phức hợp Taurus – Aurigae. Sự phân bố của bụi (tương ứng với sự phân bố của khí phân tử) [1] ("TrV" số 15 (234), 08/01/2017) "được sử dụng làm nền. Biên giới = 0> Sự phân bố của các ngôi sao với đĩa (vòng tròn màu xanh) và những ngôi sao không đĩa (màu xanh lá cây mugs) trong khu phức hợp Taurus – Aurigae. Sự phân bố bụi (tương ứng với phân phối khí phân tử) được sử dụng làm nền tảng [1]

Trên cơ sở các kết quả thu được, các tác giả đưa ra kết luận sau: trong vùng Taurus – Aurigae, chúng ta thực sự thấy hai quần thể các ngôi sao.Một trong số đó chủ yếu là các ngôi sao có đĩa và một phần của các ngôi sao không đĩa. Những ngôi sao này được hình thành tương đối gần đây (vài triệu năm trước hoặc ít hơn) và vẫn được nhóm lại thành nhiều nhóm trùng với các khu vực có nồng độ khí phân tử cao.

Dân số thứ hai bao gồm ít sao không đĩa. Chúng được phân bố trong khu vực Taurus – Auriga đồng đều hơn và không cho thấy mối tương quan với sự phân bố hiện đại của khí phân tử. Hoặc là họ đã xoay xở để bay ra khỏi các khối phân tử cha mẹ, hoặc những cục máu đông này có thời gian để phân tán.

Cần lưu ý rằng sự phân chia này thành hai quần thể có phần tùy tiện: các tác giả không xác định các độ tuổi này, tập trung vào sự phân bố không gian. Dữ liệu gián tiếp chỉ ra rằng hầu hết các ngôi sao của dân số “cũ” có độ tuổi khoảng 10 triệu năm, gấp năm lần so với tuổi của dân số “kinh điển”. Tuổi của ít nhất một vài ngôi sao vượt quá 15 triệu năm.

Ngôi sao màu da cam ở phía bên phải của bức ảnh, được bao quanh bởi tinh vân NGC 1555, là ngôi sao T Tauri biến, đã đặt tên cho cả một lớp các ngôi sao trẻ.Kỳ lạ thay, T Tauri là một đại diện không điển hình của lớp này. Ảnh: Adam Block / Núi Lemmon SkyCenter / Đại học Arizona từ www.caelumobservatory.com

Nói chung, sự hiện diện của quần thể thứ hai có nghĩa là sự hình thành sao trong khu vực, về mặt không gian và động học (về mặt tốc độ) trùng với khu phức hợp Taurus-Auriga, đã diễn ra trong khoảng 10-20 Ma. Hầu hết các ngôi sao không đĩa được nghiên cứu trong bài viết của Kraus và cộng sự đều nằm ở phía gần của đám mây phân tử. Đây có thể là một ảnh hưởng của việc lựa chọn: các ngôi sao xa hơn của dân số không đĩa có thể không đi vào mẫu hiện tại và vẫn đang chờ được khám phá.

Có thể giai đoạn đầu của sự hình thành sao trong khu vực này chiếm một không gian lớn hơn nhiều so với giai đoạn hiện tại, và 15 triệu năm trước, phức hợp hình sao Taurus – Người thuê tàu có thể cạnh tranh về kích thước với phức hệ hình sao ở Orion. Các tác giả không loại trừ điều đó, trên thực tế, nó có thể vượt xa các giới hạn truyền thống của việc tìm kiếm các thành viên tiềm năng của nó.

Có đáng để đưa ra kết luận xa vời từ khám phá này? Có lẽ không. Sự gần gũi với chúng ta về phức hợp Taurus không có nghĩa là nó là một tiêu chuẩn.Hơn nữa, có những dấu hiệu cho thấy đây không phải là trường hợp, ví dụ, sự phân bố khối lượng không điển hình của các ngôi sao mới nổi và khá lớn (so với các vùng hình thành sao khác) khoảng cách giữa chúng. Vì vậy, nó có thể chỉ ra rằng những gì xảy ra trong Taurus vẫn còn trong Taurus. Cuối cùng, là nhà vật lý thiên văn nổi tiếng Donald Osterbrock (Donald Osterbrock), bất kỳ đối tượng nghiên cứu nào cũng đều đặc biệt (có nghĩa là, bất thường, đặc biệt).


1. Kraus A. L., Herczeg G. J., Rizzuto A. C., Mann A. W., Slesnick C. L., Carpenter J. M., Hillenbrand L. A., Mamajek E. E. Hệ sinh thái Greater Taurus-Auriga I: Có một quần thể cũ hơn phân tán. Tạp chí Astrophysical, 838, 150 (2017).


Like this post? Please share to your friends:
Trả lời

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: