Molekuły w kosmosie a powstawanie
gwiazd

Astronomowie pragnęli już od dawna obserwować narodziny gwiazd. Bezpośrednią obserwację metodami optycznymi utrudnia jednak ukrycie tego procesu we wnętrzach obłoków materii między gwiazdowej, przez której zagęszczanie gwiazdy się tworzą. Optycznie nieprzezroczyste warstwy gazu i pyłu chronią przed wzrokiem obserwatora miejsca, w których rodzą się gwiazdy. Odchylić tę zasłonę udaje się dopiero w ostatnim czasie dzięki obserwacjom prowadzonym w zakresie radiowym i w podczerwieni. Udało się przy tym ustalić powiązania pomiędzy obszarami H II (zawierającymi wodór zjonizowany), obszarami o silnej emisji w podczerwieni i obszarami, z których pochodzą linie radiowe poszczególnych molekuł. Wskażmy przykładowo na znaną Mgławicę Oriona. Średnia gęstość materii w tej mgławicy jest ok. 10³ atomów w 1 cm³. Przy użyciu linii radiowych pochodzącyoh od takich molekuł jak tlenek węgla CO, siarczek węgla CS, aldehyd mrówkowy H₂CO i cyjanowodór HCN wykonano mapy rozkładu gęstości gazu w Mgławicy. Wszystkie one wskazują na istnienie obszaru o rozmiarach liniowych mniej więcej dziesięć razy mniejszych niż rozmiary Mgławicy, do którego ogranicza się praktycznie występowanie bardziej złożonych molekuł, i w którym stężenie molekuł CO osiąga maksimum. Jest to bardzo gęsty obłok, optycznie nieprzezroczysty, w którego wnętrzu zachodzić może tworzenie się gwiazd. Obok niego obserwuje się pewną liczbę źródeł promieniowania podczerwonego. Sądzi się, że źródła te odpowiadają rozgrzewającym się protogwiazdom, które dopiero co powstały, jeszcze nie produkują promieniowania nadfioletowego i otulone są pozostałościami obłoku, z którego się utworzyły.

Powiązania powyższe pozostają na razie czysto hipotetyczne, jak powiem przekonać się bezpośrednio o tym, że jakaś gwiazda właśnie teraz powstaje? Z drugiej znów strony, gdy jakaś gwiazda już się narodziła, tzn. już produkuje energię w procesach jądrowych, wtedy emitować będzie tyle promieniowania, że w otaczającej ją przestrzeni gaz i pył zostaną nagrzane, wodór ulegnie jonizacji, powstanie obszar H II. W rezultacie nagrzania nastąpi ekspansja materii z owego obszaru, na granicy obszaru HII z otaczającym obłokiem gazu naturalnego powstawać może promieniowanie podczerwone. Tak więc źródło promieniowania w podczerwieni, pokrywające się w przestrzeni z obszarem H II, wiązać się może z późniejszą fazą ewolucyjną obiektu ukrytego w jego wnętrzu.

Wyniki obserwacji obszarów o wspomnianych wyżej charakterystykach wskazują na powstawanie gwiazd grupami. Duże obłoki materii międzygwiazdowej, o masie rzędu setek a nawet i tysięcy mas słonecznych, ulegają kolejno zagęszczaniu i fragmentacji, w rezultacie czego dochodzi do narodzin gwiazd. I znów odwołajmy się do najlepiej zbadanej Mgławicy Oriona. Dostrzegamy w niej dużą liczbę protogwiezdnych zagęszczeń zanurzonych w obłoku mniejszej o gęstości. Możliwe, iż gdy w gęstym, ciemnym obłoku centralnym wytworzą się nowe protogwiazdy, z obserwowanych dziś źródeł promieniowania podczerwonego wyłonią się wyraźnie młode gwiazdy. Stałe bowiem podgrzewanie obszaru H II wokół młodej gwiazdy, wpływ „wiatru gwiazdowego” (analog wiatru słonecznego), doprowadzą do „wymiecenia” z otaczającej ją przestrzeni niewykorzystanych przy jej tworzeniu resztek gazu i pyłu, dzięki czemu zostanie ona w końcu odsłonięta.

Amerykańscy astrofizycy B. Elmegreen i C. Lada dostarczyli ostatnio dalszych argumentów na rzecz naszkicowanego przed chwilą powiązania pomiędzy różnymi rodzajami obiektów i procesów fizycznych. Prowadzili oni obserwacje linii emisyjnych pochodzących od molekuły tlenku węgla, przy czym udało się im wykryć ogromny obłok gazowy na południowy zachód od mgławicy M 17. Obłok ów rozciąga się wzdłuż płaszczyzny galaktycznej na 85 parseków, jego średnica poprzeczna wynosi ok. 22 parseki. Zawiera on cztery obszary o skomplikowanej strukturze, w których najprawdopodobniej zachodzą procesy powstawania gwiazd. Porównanie wyników obserwacji prowadzonych na różnych długościach fal prowadzi do stwierdzenia, że widać protogwiazdy i młode gwiazdy w różnych stadiach ewolucyjnych. Są więc obszary, stanowiące źródło promieniowania podczerwonego i emisji maserowej cząsteczek wody; w obszarach tych mają dopiero powstać gwiazdy. Dalsze przypuszczalnie stadium — to gęsta gromada młodych gwiazd, obserwowanych w podczerwieni. Jest wreszcie i gromada młodych, gorących gwiazd, oddalających się od siebie, reprezentująca prawdopodobnie jeszcze późniejsze stadium ewolucyjne.

Tak więc odkryty obłok gazowy, o ogromnej masie, rzędu miliona mas słonecznych, którego różne części znajdują się w różnych fazach ewolucji, wydaje się potwierdzać rozpowszechnione obecnie hipotezy na temat grupowego powstawania gwiazd. Więcej informacji niż byliśmy w stanie tu zmieścić, znaleźć można w artykule Elmegreena i Lady.

(Astron. Journ. 71. 1089, 1976).