Príklady Bok guľôčok. Obrazový kredit: SAAO. Klikni na zväčšenie.
Naše Slnko je už takmer päť miliárd rokov. Počas väčšiny svojej histórie sa Slnko skoro javilo tak, ako to robí dnes - obrovská sféra sálavého plynu a prachu zapálená do žiarovky teplom uvoľňovaným vodíkovou fúziou v blízkosti jeho jadra. Ale predtým, ako sa naše Slnko začalo formovať, musela byť hmota pohltená z medzihviezdneho média (ISM) a zhutnená v dostatočne malej oblasti priestoru, aby prešla kritickú rovnováhu medzi ďalšou kondenzáciou a stabilitou. Aby sa to stalo, musela sa prekonať jemná rovnováha medzi vonkajším tlakom vyvíjaným vnútorným tlakom a gravitačným vplyvom dovnútra.
V roku 1947 Harvardský pozorovateľ astronóm Bart Jan Bok oznámil výsledok rokov štúdia dôležitej podmnožiny studených plynov a prachu, ktoré sa často spájajú s rozšírenou hmlovinou. Bok navrhol, že určité izolované a zreteľné guľôčky zakrývajúce pozadie svetla vo vesmíre boli v skutočnosti dôkazom dôležitého predbežného štádia tvorby protostelárnych diskov, ktoré viedlo k zrodeniu hviezd, ako je naše slnko.
Po Bokovom oznámení sa objavilo veľa fyzikálnych modelov, ktoré vysvetľovali, ako by Bokove guľôčky mohli vzniknúť ako hviezdy. Typicky také modely začínajú predstavou, že hmota sa spája v oblastiach vesmíru, kde je medzihviezdne médium zvlášť husté (vo forme hmloviny), chladné a vystavené žiareniu zo susedných hviezd. V určitom okamihu môže dosť kondenzovať do dostatočne malej oblasti, aby gravitácia prekonala tlak plynu a špičky rovnováhy v prospech tvorby hviezd.
Podľa článku „Prieskum blízkeho infračerveného zobrazovania Bok globúl: štruktúra hustoty“, publikovaný 10. júna 2005, Ryo Kandori a tím štrnástich ďalších výskumníkov „naznačujú, že kritická hustota guľôčok bez hviezd charakterizuje takmer kritická Bonner-Ebertova sféra.“
Koncept sféry Bonner-Ebert vychádza z myšlienky, že v idealizovanom oblaku plynu a prachu môže existovať rovnováha síl. Takáto guľa sa udržiava tak, aby mala konštantnú vnútornú hustotu, pričom sa udržiava rovnováha medzi expanzným tlakom spôsobeným plynmi danej teploty a hustoty a gravitačným vplyvom jej celkovej hmotnosti podporovaným akýmkoľvek tlakom plynu alebo žiarenia vyvíjaného zo susedných hviezd. Tento kritický stav sa týka priemeru gule, jej celkovej hmotnosti a množstva tlaku generovaného latentným teplom v nej.
Väčšina astronómov predpokladala, že Bonner-Ebertov model - alebo nejaká jeho variácia - by sa nakoniec ukázal byť presným pri opise bodu, keď konkrétna Bokova guľka prechádza čiarou, aby sa stala protostelárnym diskom. Dnes, Ryo Kandori a kol., Zhromaždili dostatok dôkazov z celého radu Bok guľôčok, aby jednoznačne naznačili, že táto predstava je správna.
Tím začal výberom desať guľôčok Bok na pozorovanie na základe malej zdanlivej veľkosti, takmer kruhového tvaru, vzdialenosti od susednej hmloviny, blízkosti Zeme (vo vzdialenosti menej ako 1700 LY) a dostupnosti blízkych infračervených a rádiových vĺn na zhromažďovanie nástrojov v severnej aj južnej pologuli. Zo zoznamu takmer 250 takýchto guľôčok boli zahrnuté iba tie, ktoré spĺňajú vyššie uvedené kritériá. Medzi vybranými iba jeden vykazoval dôkazy o protostelárnom disku. Tento jeden disk mal formu bodového zdroja infračerveného svetla detegovaného počas prieskumu na oblohe, ktorý uskutočnila spoločnosť IRAS (Infrared Astronomy Satellite - spoločný projekt USA, Veľkej Británie a Holandska). Všetkých desať guľôčok bolo umiestnených v oblastiach Mliečnej dráhy bohatých na hviezdy a hmloviny.
Po výbere kandidátnych guľôčok Bok tím podrobil každú z nich batérii pozorovaní určenej na určenie ich hmotnosti, hustoty, teploty, veľkosti a podľa možnosti aj množstva tlaku, ktorý na ne pôsobil ISM a susedné hviezdne svetlo. Jedným z dôležitých aspektov bolo získať zmysel, ak sa v globule vyskytli zmeny hustoty. Prítomnosť rovnomerného tlaku je obzvlášť dôležitá, pokiaľ ide o určenie toho, ktorý z rôznych teoretických modelov najlepšie mapuje zloženie samotných modulov.
Pomocou pozemného prístroja (1,4 metra IRSF v Juhoafrickom astronomickom observatóriu) v rokoch 2002 a 2003 bolo z každej guľôčky zozbierané infračervené svetlo v troch rôznych pásmach (J, H a K) až do veľkosti 17 plus. Obrazy sa potom integrovali a porovnali so svetlom vychádzajúcim z oblasti hviezd pozadia. Tieto údaje boli podrobené niekoľkým analytickým metódam, aby umožnili tímu odvodiť hustotu plynu a prachu v každej guľke až na úroveň rozlíšenia podporovanú viditeľnými podmienkami (zhruba jedna oblúková sekunda). Táto práca v podstate určila, že každá globule vykazovala rovnomerný gradient hustoty založený na jej plánovanom trojrozmernom rozložení. Guľový model Bonner-Ebert vyzeral ako veľmi dobrý zápas.
Tím tiež pozoroval každú globule pomocou 45 metrového rádioteleskopu Observatória rádia Nobeyama v japonskom Minamisaku. Zámerom bolo zhromaždiť konkrétne rádiové frekvencie spojené s nadšenými N2H + a C18O. Pri pohľade na mieru rozmazania v týchto frekvenciách bol tím schopný určiť vnútornú teplotu každej guľôčky, ktorú je možné spolu s hustotou plynu použiť na priblíženie vnútorného tlaku plynu ku každej guľôčke.
Po zhromaždení údajov, podrobení analýze a vyčísleniu výsledkov tím „zistil, že viac ako polovica bezhviezdnych guľôčok (7 z 11 zdrojov) sa nachádza v blízkosti kritického stavu (Bonner-Ebert). Navrhujeme teda, aby takmer kritická Bonner-Ebertova sféra charakterizovala typickú štruktúru hustoty hviezdnych guľôčok. “ Tím okrem toho určil, že tri guľôčky Bok (Coalsack II, CB87 a Lynds 498) sú stabilné a zjavne nie sú v procese tvorby hviezd, štyri (Barnard 66, Lynds 495, CB 161 a CB 184) sú umiestnené blízko stabilného Bonnerovho Ebert štát, ale tendenciu k formácii hviezd na základe tohto modelu. Nakoniec zostávajúcich šesť (FeSt 1-457, Barnard 335, CB 188, CB 131, CB 134) sa jasne pohybuje smerom k gravitačnému kolapsu. Medzi týchto šesť „hviezd pri výrobe“ patria guľôčky CB 188 a Barnard 335, o ktorých je už známe, že majú protostelárne disky.
V ktorýkoľvek relatívne bezoblačný deň nezaberá veľa prístrojov na preukázanie, že jeden veľmi jedinečný a dôležitý „Bok globule“, ktorý existoval asi pred 5 miliardami rokov, dokázal zvrátiť stupnice a stať sa hviezdou vo výrobe. Naše Slnko je ohnivzdorné, že hmota, akonáhle je primerane skondenzovaná, môže začať proces, ktorý vedie k niektorým mimoriadnym novým možnostiam.
Napísal Jeff Barbour
