Olbrzymia młoda gwiazda, wielokrotnie większa od masy Słońca, wraz z otaczającą ją chmurą gazu i pyłu, wpadła w pole widzenia orbitującego teleskopu Herschela.
Protogwiazda, która otrzymała astronomiczne oznaczenie RCW 120, ma zaledwie kilkadziesiąt tysięcy lat i w której reakcje termojądrowe jeszcze się nie rozpoczęły, ma masę 8-10 razy większą od masy Słońca i jest otoczona chmurą zawierającą około 200 razy więcej materii niż w Układ Słoneczny.
Jeśli gaz i pył z tej chmury nadal będą spadać na protogwiazdę, może się zapalić i zamienić w jedną z najjaśniejszych olbrzymów w naszej galaktyce - Drogę Mleczną.
„To masywne gwiazdy kontrolują dynamiczną i chemiczną ewolucję galaktyki” - mówi dr Annie Zavagno z Laboratorium Astrofizycznego w Marsylii. „Masywne gwiazdy wytwarzają ciężkie pierwiastki, takie jak żelazo, i wypychają je w przestrzeń międzygwiazdową. A kiedy kończą swoje życie w eksplozji supernowej, wypełniają przestrzeń galaktyczną energią."
Istniejące teorie powstawania gwiazd nie potrafią wyjaśnić istnienia gwiazd o masie przekraczającej masę Słońca ponad 10 razy. Ostre promieniowanie emitowane przez takie gwiazdy powinno zdmuchnąć otaczające chmury gazu i pyłu, ograniczając w ten sposób ich wzrost. Jednocześnie astronomowie znają gwiazdy o masie 120 lub więcej razy większej od Słońca.
Nawiasem mówiąc, gwiazdę RCW 120, podobnie jak wiele innych, w tym te z planetami, astronomowie mogliby odkryć znacznie wcześniej, gdyby początkowo zastosowali dokładniejszą metodę wyszukiwania.
Według czasopisma Nature metoda Lyman-alfa-line, której naukowcy wciąż używają do wykrywania galaktyk oddalonych miliardy lat świetlnych od Ziemi, w rzeczywistości znajduje tylko jedną galaktykę na dziesięć!
* * *
Film promocyjny:
Astronomowie podejrzewali to od dawna, ale tylko Matthew Hayes z Uniwersytetu Genewskiego i jego współpracownicy, korzystając z wyposażenia teleskopu VLT Europejskiego Obserwatorium Południowego, jako pierwsi potwierdzili te przypuszczenia danymi obserwacyjnymi.
„Astronomowie zawsze wiedzieli, że brakuje części galaktyk w eksploracji Lyman-alfa, ale teraz po raz pierwszy dysponujemy szacunkami. Liczba pominiętych galaktyk jest znacząca”- powiedział Hayes.
Aby sprawdzić swoją hipotezę, naukowcy zbadali ten sam obszar gwiaździstego nieba, na którym znajdują się galaktyki, z którego światło wędruje na Ziemię przez 10 miliardów lat. Korzystając z dwóch z czterech ośmiometrowych teleskopów składających się na VLT, astronomowie oszacowali liczbę galaktyk za pomocą standardowej metody Lyman-alfa oraz na podstawie innej serii widmowej, H-alfa, odkrytej przez szwajcarskiego Johanna Balmera. Promieniowanie odpowiadające różnym liniom różni się długością fali.
Aby pojawiła się linia H-alfa, elektron musi przejść między drugim poziomem a poziomami leżącymi powyżej. Ponieważ atomy wodoru z elektronem na drugim poziomie są bardzo rzadkie w ośrodku międzygwiazdowym, takie światło może prawie bez przeszkód przejść przez chmury pyłu i gazu, pochłaniając większość promieniowania odpowiadającego linii Lyman-alfa.
Dlatego naukowcy podsumowują, że poszukiwanie galaktyk za pomocą H-alfa jest znacznie skuteczniejsze niż poszukiwanie metodą tradycyjną. Z powodu absorpcji promieniowania około dziewięć na dziesięć galaktyk pozostało niezauważonych.
„Teraz, gdy wiemy, ile światła brakowało, możemy rozpocząć pracę nad znacznie dokładniejszymi reprezentacjami kosmosu, aby lepiej zrozumieć, jak szybko gwiazdy pojawiały się w różnych momentach życia Wszechświata” - zauważa inny autor odkrycia Miguel Mas-Hesse.
Andrey Kleshnev