Příklady globulů Bok. Obrazový kredit: SAAO. Klikni pro zvětšení.
Naše Slunce je už téměř pět miliard let. Skrz většinu své historie se Slunce do značné míry zjevilo tak, jak tomu dnes je - obrovská sféra sálavého plynu a prachu zapálená do žhavení teplem uvolněným vodíkovou fúzí v blízkosti jeho jádra. Než se však naše Slunce začalo tvořit, muselo být hmota pohlceno z mezihvězdného média (ISM) a zhutněno v dostatečně malé oblasti prostoru, aby prošlo kritickou rovnováhu mezi další kondenzací a stabilitou. Aby k tomu mohlo dojít, muselo být překonáno křehké vyvážení mezi vnitřně vyvíjeným vnitřním tlakem a gravitačním působením směrem dovnitř.
V roce 1947 Harvardský pozorovatel astronom Bart Jan Bok oznámil výsledek let studování důležité podmnožiny studených plynů a prachu, které jsou často spojeny s rozšířenou mlhovinou. Bok navrhl, že určité izolované a zřetelné globuly zakrývající pozadí světla ve vesmíru byly ve skutečnosti důkazem důležitého předběžného stadia tvorby protostelárních disků, které vedlo k zrození hvězd, jako je naše slunce.
Po Bokově oznámení se objevilo mnoho fyzikálních modelů, které vysvětlovaly, jak by Bokovy globuly mohly vzniknout hvězdami. Typicky takové modely začínají představou, že hmota se spojuje v oblastech vesmíru, kde je mezihvězdné médium zvláště husté (ve formě mlhoviny), chladné a vystavené radiačnímu tlaku od sousedních hvězd. V určitém okamžiku může dostatek hmoty kondenzovat do dostatečně malé oblasti, aby gravitace překonala tlak plynu a rovnovážné špičky ve prospěch tvorby hvězd.
Podle článku „Přibližný infračervený zobrazovací průzkum Bok Globules: Density Structure“, publikovaného 10. června 2005, Ryo Kandori a tým čtrnácti dalších vyšetřovatelů „naznačují, že kritická hustota bezhvězdných globulí charakterizuje téměř kritická Bonner-Ebertova sféra.“
Koncept sféry Bonner-Ebert vychází z myšlenky, že v idealizovaném oblaku plynu a prachu může existovat rovnováha sil. Taková koule je udržována tak, aby měla konstantní vnitřní hustotu při udržování rovnováhy mezi expanzním tlakem způsobeným plyny dané teploty a hustoty a gravitačním vlivem jeho celkové hmotnosti pomocí jakéhokoli tlaku plynu nebo záření vyzařovaného ze sousedních hvězd. Tento kritický stav se týká průměru koule, její celkové hmotnosti a množství tlaku generovaného latentním teplem v ní.
Většina astronomů předpokládala, že Bonner-Ebertův model - nebo nějaká jeho varianta - by se nakonec ukázala jako přesná při popisu bodu, kdy určitá Bokova globule překročí hranici, aby se stala protostelárním diskem. Dnes, Ryo Kandori et al shromáždili dostatek důkazů z různých Bok globulí, aby silně naznačovali, že tato představa je správná.
Tým začal výběrem deseti Bok globulů pro pozorování na základě malé zdánlivé velikosti, téměř kruhového tvaru, vzdálenosti od sousední mlhoviny, blízkosti Země (ve vzdálenosti méně než 1700 LY) a dostupnosti nástrojů pro sběr blízkých infračervených a rádiových vln v severní i jižní polokouli. Ze seznamu téměř 250 takových globulí byly zahrnuty pouze ty, které splňují výše uvedená kritéria. Mezi vybranými pouze jeden prokázal důkaz o protostelárním disku. Tento jeden disk měl podobu bodového zdroje infračerveného světla detekovaného během průzkumu na celé obloze prováděného společností IRAS (Infrared Astronomy Satellite - společný projekt USA, Velké Británie a Nizozemska). Všech deset globulí bylo umístěno v oblastech Mléčné dráhy bohaté na hvězdy a mlhoviny.
Jakmile byly vybrány kandidátské Bokovy globuly, tým podrobil každou z nich baterii pozorování, která měla stanovit jejich hmotnost, hustotu, teplotu, velikost a pokud je to možné, množství tlaku, který na ně aplikoval ISM a sousední hvězdné světlo. Jedním z důležitých aspektů bylo získat smysl, pokud by v globule byly nějaké rozdíly v hustotě. Přítomnost rovnoměrného tlaku je zvláště důležitá, pokud jde o určení, který z řady teoretických modelů nejlépe mapuje proti složení samotných modulů.
Pomocí pozemního přístroje (1,4 metru IRSF v Jihoafrické astronomické observatoři) v letech 2002 a 2003 bylo z každé globule shromážděno blízké infračervené světlo ve třech různých pásmech (J, H a K) do velikosti 17 plus. Obrázky byly poté integrovány a porovnány se světlem pocházejícím z hvězdné oblasti pozadí. Tato data byla podrobena několika analytickým metodám, aby tým mohl odvodit hustotu plynu a prachu napříč každou globulou až na úroveň rozlišení podporovanou podmínkami vidění (zhruba jedna oblouková sekunda). Tato práce v podstatě určila, že každá globule vykazovala rovnoměrný gradient hustoty na základě svého plánovaného trojrozměrného rozložení. Model koule Bonner-Ebert vypadal jako velmi dobrý zápas.
Tým také pozoroval každou globule pomocí 45 metrů rádiového dalekohledu Nobeyama Radio Observatory v Minamisaku, Nagano, Japonsko. Nápadem zde bylo shromáždit specifické rádiové frekvence spojené s nadšenými N2H + a C18O. Tím, že se podíval na množství rozostření v těchto frekvencích, tým dokázal určit vnitřní teplotu každé globule, kterou lze spolu s hustotou plynu použít k přiblížení vnitřního tlaku plynu ke každé globule.
Poté, co shromáždil data, podrobil je analýze a kvantifikoval výsledky, tým „zjistil, že více než polovina hvězdných globulí (7 z 11 zdrojů) se nachází v blízkosti (Bonner-Ebert) kritického stavu. Navrhujeme tedy, aby téměř kritická Bonner-Ebertova koule charakterizovala typickou strukturu hustoty bezhvězdných globulí. “ Kromě toho tým určil, že tři Bok globuly (Coalsack II, CB87 a Lynds 498) jsou stabilní a zjevně neprobíhají ve formování hvězd, čtyři (Barnard 66, Lynds 495, CB 161 a CB 184) jsou umístěny blízko stabilního Bonnerova Ebert říká, ale inklinuje k formaci hvězd na základě tohoto modelu. Nakonec zbývajících šest (FeSt 1-457, Barnard 335, CB 188, CB 131, CB 134) se jasně pohybuje směrem k gravitačnímu kolapsu. Těchto šest „hvězd ve výrobě“ zahrnuje globule CB 188 a Barnard 335, o nichž je již známo, že mají protostelární disky.
V jakýkoli relativně bezoblačný den to nebrání tomu, aby se instrumentace dokázala, že jeden velmi unikátní a důležitý „Bok globule“ existující před asi 5 miliardami let dokázal zvrátit stupnice a stát se hvězdou ve výrobě. Naše Slunce je ohnivzdorným důkazem, že hmota - jakmile bude dostatečně kondenzována - může začít proces, který vede k některým mimořádným novým možnostem.
Napsal Jeff Barbour
