Esimerkkejä Bok-palloista. Kuvaluotto: SAAO. Klikkaa suurentaaksesi.
Aurinkoomme on ollut melkein viisi miljardia vuotta. Suurimman osan historiastaan aurinko on melko ilmeisesti tullut nykypäivän tapaan - laaja säteilevän kaasun ja pölyn pallo, joka sytytetään hehkuvaksi lämmön avulla, joka vapautuu vedyn fuusion kautta ytimen läheisyyteen. Mutta ennen aurinkomme muodostumista, aine oli vedettävä yhteen tähtiävästä väliaineesta (ISM) ja tiivistettävä riittävän pieneen avaruusalueeseen, jotta se voisi siirtyä kriittiseen tasapainoon tiivistymisen ja stabiilisuuden välillä. Jotta tämä tapahtuisi, oli ylitettävä herkkä tasapaino ulkoisesti kohdistuvan sisäisen paineen ja sisäänpäin liikkuvan painovoiman vaikutuksen välillä.
Vuonna 1947 Harvardin observatorion tähtitieteilijä Bart Jan Bok ilmoitti vuosien tutkimustuloksen tärkeästä kylmäkaasujen ja pölyn osajoukosta, joka usein liittyi pidentyneeseen sumuttomuuteen. Bok ehdotti, että tietyt eristetyt ja erilliset globaalit globaalit, jotka hämärtävät taustavaloa avaruudessa, olivat tosiasiallisesti todisteita tärkeästä alustavasta vaiheesta sellaisten tähtiä olevien levyjen muodostumisessa, jotka johtavat tähtiimme, kuten aurinkoomme.
Bokin ilmoituksen jälkeen syntyi monia fyysisiä malleja selittämään, kuinka Bok-globulit voisivat muodostaa tähtiä. Tyypillisesti tällaiset mallit alkavat ajatuksella, että aine tulee yhteen avaruuden alueilla, joilla tähtienvälinen väliaine on erityisen tiheä (sumun muodossa), kylmä ja alttiina naapuritähteiden säteilypaineelle. Jossain vaiheessa riittävästi aine voi tiivistyä riittävän pieneksi alueeksi, että painovoima ylittää kaasun paineen ja tasapainovihjeet tähten muodostumisen hyväksi.
10. kesäkuuta 2005 julkaistun "Bok-globulien lähellä olevan infrapunakuvauksen tutkimus: tiheysrakenne" -lehden mukaan Ryo Kandori ja 14 muun tutkijan ryhmä "viittaavat siihen, että melkein kriittinen Bonner-Ebert-pallo kuvaa tähdetöntä pallojen kriittistä tiheyttä."
Bonner-Ebert-pallo-ajatuksen lähtökohtana on ajatus, että voimatasapaino voi olla olemassa idealisoidussa kaasu- ja pölypilvissä. Tällaisella pallalla pidetään vakiona sisäinen tiheys pitäen samalla tasapainossa tietyn lämpötilan ja tiheyden kaasujen aiheuttaman paisuntapaineen ja sen kokonaismassan painovoiman vaikutuksen välillä, jota auttaa mikä tahansa naapuritähteistä aiheutuva kaasu tai säteilypaine. Tämä kriittinen tila liittyy pallon halkaisijaan, kokonaismassaan ja piilevän lämmön tuottamaan paineen määrään siinä.
Useimmat tähtitieteilijät ovat olettaneet, että Bonner-Ebert-malli - tai jokin sen muunnos - osoittautuisi viime kädessä tarkkaksi kuvaamalla pistettä, kun tietty Bok-maapallo ylittää linjan, jolloin muodostuu ensisijainen levy. Nykyään Ryo Kandori ym. Ovat keränneet riittävästi todisteita useista Bok-palloista, mikä viittaa voimakkaasti tämän käsityksen paikkansapitävyyteen.
Ryhmä aloitti valitsemalla kymmenen Bok-pallogallot tarkkailua varten pienen näkyvän koon, läheisen ympyränmuodon, etäisyyden vieressä sijaitsevasta epätasaisuudesta, maapallon läheisyyden (alle 1700 LY: n päässä) ja pääsyn lähelle infrapuna- ja radioaallonkeruulaitteita, jotka sijaitsevat sekä pohjoisessa että etelässä pallonpuoliskolla. Lähes 250 tällaisen pallolajin luettelosta sisällytettiin vain ne, jotka täyttivät edellä mainitut vaatimukset. Valittujen joukossa vain yhdellä oli näyttöä ensisijaisesta levystä. Tämä yksi levy oli infrapunavalon pistelähde, joka havaittiin IRAS: n (Infrared Astronomy Satellite - Yhdysvaltojen, Ison-Britannian ja Alankomaiden yhteishanke) suorittamassa all sky -kyselyssä. Kaikki kymmenen maapalloa sijaitsivat Linnunradan tähtien ja sumujen rikkailla alueilla.
Kun ehdokkaat Bok-maapallot oli valittu, ryhmä teki jokaiselle näistä havaintojen joukon, joka oli suunniteltu määrittämään niiden massa, tiheys, lämpötila, koko ja mikäli mahdollista, ISM: n ja naapurivaltion tähtivalon kohdistama paineen määrä. Yksi tärkeä näkökohta oli saada käsitys, jos tiheydessä oli eroja ympäri maailmaa. Yhdenmukaisen paineen esiintyminen on erityisen tärkeätä määritettäessä, mikä monista teoreettisista malleista vastaa parhaiten moduulien rakennetta.
Maalla varustettua instrumenttia (1,4 metriä kestävä IRSF Etelä-Afrikan tähtitieteellisessä observatoriossa) vuosina 2002 ja 2003 lähetettiin infrapunavaloa kolmella eri kaistalla (J, H, & K) jokaisesta maapallosta suuruusluokkaan 17 plus. Sitten kuvat integroitiin ja verrattiin taustan tähtialueelta peräisin olevaan valoon. Nämä tiedot altistettiin useille analyysimenetelmille, jotta ryhmä voi johtaa kaasun ja pölyn tiheyden jokaisesta maapallosta toiseen resoluution tasoon nähden, jota näkemisolosuhteet tukevat (suunnilleen yksi kaari-sekunti). Tämä työ määritteli pohjimmiltaan, että jokaisella palloilla oli tasainen tiheysgradientti sen ennustetun kolmiulotteisen jakauman perusteella. Bonner-Ebert-pallomalli näytti erittäin hyvältä ottelulta.
Ryhmä tarkkaili myös kutakin maapalloa käyttämällä Nobeyama Radio Observatoryn 45 metrin radioteleskooppia Minamisakussa, Naganossa, Japanissa. Ideana oli kerätä spesifisiä radiotaajuuksia, jotka liittyvät herätettyihin N2H + ja C18O. Tarkastelemalla epäterävyyden määrää näillä taajuuksilla joukkue pystyi määrittämään kunkin pallojen sisäisen lämpötilan, jota kaasun tiheyden ohella voidaan käyttää arvioimaan kunkin pallojen sisäistä kaasunpainetta.
Kerättyään tiedot, alistamalla ne analyysiin ja kvantitatiivisesti tulokset ryhmä “havaitsi, että yli puolet tähdetöistä palloista (7 lähteestä 11) sijaitsee lähellä (Bonner-Ebert) kriittistä tilaa. Siksi ehdotamme, että melkein kriittinen Bonner-Ebert-pallo karakterisoi tähdetöntä pallojen tyypillistä tiheysrakennetta. " Lisäksi joukkue päätti, että kolme Bok-palloa (Coalsack II, CB87 ja Lynds 498) ovat vakaita ja selvästi olematta tähtien muodostumisprosessissa. Neljä (Barnard 66, Lynds 495, CB 161 ja CB 184) on valmis lähellä vakaa Bonner- Ebert-tila, mutta pyrkii kohti tähtiä muodostukseen tuon mallin perusteella. Lopuksi loput kuusi (FeSt 1-457, Barnard 335, CB 188, CB 131, CB 134) siirtyvät selvästi kohti gravitaation romahtamista. Nämä kuusi "valmistamisen tähteä" sisältävät pallokengät CB 188 ja Barnard 335, joiden tiedetään jo olevan ensisijaisilla levyillä.
Jokaisen suhteellisen pilvisenä päivänä ei vaadi paljon instrumentointia todistaa, että yksi erittäin ainutlaatuinen ja tärkeä "Bok-globule", joka oli olemassa noin viisi miljardia vuotta sitten, onnistui kallistamaan vaa'at ja tulemaan tähtiä päätöksenteossa. Aurinko on todiste siitä, että aine - riittävän tiivistyneenä - voi aloittaa prosessin, joka johtaa uusiin poikkeuksellisiin mahdollisuuksiin.
Kirjoittaja Jeff Barbour
