Nemyslím si, že je příliš poetické říkat, že hvězdy jsou, jak známe vesmír.
Když se díváme na noční oblohu, hvězdy jsou převážně to, co vidíme – tisíce z nich, od Siriuse, nejjasnějšího na noční obloze, až po ty, které jsou tak slabé, jsou známy pouhými katalogovými označeními místo jmen.
A pro každou hvězdu vidíme okem na naší obloze, dalekohledy mohou vidět další miliony. Astronomové je studují, aby pochopili Tvar, velikost, strukturadějiny, a osud naší galaxie a použijte je k měření vzdáleností a chování dalších galaxií. I při studiu exoplanetů, Musíme pochopit jejich hostitelské hvězdy, abychom pochopili tyto mimozemské světy. Těžší prvky tvoří naši planetu a dokonce i naše tělo byly vytvořeny ve hvězdách Už dávno a naše vlastní slunce je samozřejmě hvězdou – tak ve velmi skutečném smyslu, studovat hvězdy, je studovat sami sebe.
O podpoře vědecké žurnalistiky
Pokud se vám tento článek líbí, zvažte podporu naší oceněné žurnalistiky předplatné. Zakoupením předplatného pomáháte zajistit budoucnost působivých příběhů o objevech a myšlenkách, které dnes formují náš svět.
Přesto však některé základní otázky o hvězdách zůstávají nezodpovězeny. I když máme docela slušné pochopení toho, jak se jednotlivé hvězdy rodí, stále existují mezery v našich znalostech jejich statistik.
Jedna z mých oblíbených nezodpovězených otázek se týká nejzákladnějších vlastností hvězd jako skupiny, což je to, jak se různé druhy rodí z plynového cloudu. Řekni, že máte Obří plynový mrak To jsou rušivě výrobní hvězdy. Kolik z nich bude jako procento jako slunce? Kolik budou slabých červených trpaslíků, kolik budou masivní modré zvířata a kolik bude tak nízko hmotné, že se rozprostírají po hranici mezi skutečnou hvězdou a planetou? Hmotnost hvězdy – kolik je v ní – zasahuje většinu jejích vlastností, včetně její teploty, barvy, jasu, vývoje a Dokonce i jeho osudTo je něco, co astronomové velmi chtějí pochopit. Pochopení distribuce hvězd v naší galaxii nám vypráví o samotné galaxii, podobně jako počátek nad obsahem stavební sady nabízí poznatky o hotovém produktu a způsobu, jakým je smontován.
„Počáteční hromadná funkce“ je technický termín pro tuto nevyřešenou otázku hvězdné demografie. A teoreticky není příliš těžké odpovědět: jen pozorujte spoustu hvězd, určete jejich masy a poté je obrazně vložte do správné krabice.
V praxi je to však opravdu velmi obtížné. Masivní hvězdy jsou jasné a snadno se objevují. Nemůžeme však vidět malé, matné, pokud jsou velmi daleko-což znamená, že naše kosmické sčítání lidu hvězd s nízkou hmotností je do značné míry omezeno na to, co se stane relativně blízko naší sluneční soustavy. Přesto se tyto hvězdy v průběhu galaxie míchají docela dobře, takže můžeme předpokládat, že takové slabší hvězdné sousedy vedlejších dveří jsou reprezentativní pro galaxii obecně.
Přesto, aby vám poskytl představu o tom, jak tvrdý je tento závazek, po tisíciletí astronomických pozorování se objevil první téměř úplný součet všech hvězd do vzdálenosti asi 65 světelných let pouze-v roce 2024! Publikoval obrovský tým astronomů, The Paper, který byl Publikováno v Astrofyzikální deník, je rozlehlý popis herkulovského úsilí.
Provádění průzkumu na prvním místě vyžadovalo pomocí několika prostorových a pozemních astronomických observatořů. Mezi nimi byla mise Evropské vesmírné agentury Mléčné dráhy-mapování Gaia, a to připnula klíčová data pro většinu jasných hvězd v požadovaných 65 světelných letech. U hvězd nižší hmoty, které v infračerveném infračerveném záření zářily, byla pozorování Gaia rozšířena údaji z Infračerveného průzkumu NASA a průzkumného průzkumu Spitzer Space Space.
Takové hvězdné dim žárovky jsou rozhodující pro stanovení nejnižší hmoty konce počáteční hmotnostní funkce. Hnědé trpaslíci, což jsou předměty střední hmoty mezi planetami a hvězdamiRozdávejte v podstatě žádné viditelné světlo a lze jej detekovat pouze v infračerveném záření. První hnědé trpaslíci byli nalezeni pouze v 90. letech. A obecně jsou tyto objekty tak slabé, že i ty blízké mohou uniknout detekci. Luhman 16 je binární systém hnědého trpaslíka Pouze 6,5 světelných let od slunce-třetí nejbližší systém k nám—Yet byl objeven až v roce 2013.
Po pečlivém škádlení podrobností objektů, které byly potvrzeny v rámci 65 světelných let, studie zjistil, že celkem přibližně 3 000 hvězd a 600 hnědých trpaslíků. Okamžitě je to pozoruhodné zjištění. Jsem zvyklý přemýšlet o mnohem větších prostorových měřítcích, takže Nalezení 3 600 objektů v pouhých 65 světelných letech slunce je víc, než jsem hádal. Nezapomeňte, že naše galaxie Mléčné dráhy je plochý disk 120 000 světlů, který je dostatečně prostorný pro stovky miliard hvězd a dalších nebeských občanů.
Astronomové byli opatrní, když si všimli, že jejich průzkum nebyl úplný na konci nízké hmoty. Hnědé trpaslíky chladnější než asi 325 stupňů Celsia jsou tak slabé, že naše současná technologie je nemůže přímo vidět za asi 50 světelných let. Také někteří jasnější hnědé trpaslíci se mohou stále skrývat v přeplněných částech oblohy, jako je disk galaxie bohatý na hvězdu. Mohly by také existovat menší binární společníci k některým hvězdám, které byly neobjeveny.
To znamená, že někteří hnědí trpaslíci byli pravděpodobně podceňováni, což je ve skutečnosti docela problematické pro pokus o stanovení celého rozsahu objektových hmot vytvořených v galaktických plynových mracích. Přemýšlejte o tom takto: Pokud rozbijete skálu kladivem, pravděpodobně dostanete jeden nebo dva velké kusy, tucet nebo dva středně velké, stovky malých kusů a tisíce nebo desítky tisíc malých zrn. Pokud nepočítáte všechna zrna, nemůžete opravdu vědět, jak je distribuována velikost zbytků.
Přesto tento nový, nejlepší sčítání lidu naší mezihvězdné sousedství rozšiřuje naše chápání počáteční masové funkce. Předtím nebylo jasné, zda objekty měly na spodním konci hromadné mezní hodnoty. Víme, že plynové mraky ve hvězdných školkách musí vytvářet shluky, které se zhroutí pod jejich vlastní gravitací a že tyto shluky se stanou hvězdami. Existuje limit, jak malé shluk může být kolaps? Možná, ale dokud nebyli objeveni a spočítali hnědí trpaslíci, nebyli jsme si jisti, že by se mohli dokonce formovat jako hvězdy. Sčítání lidu najde, že počet vytvořených objektů se obecně zvyšuje, jak se hmota snižuje, jak se očekávalo, podobně jako distribuce trosek z horniny zasažené kladivem. Sčítání lidu však odhaluje některé vtípky: součet objektů se trochu vyrovnává, když hromadný sestupuje z hvězdného režimu na hnědé trpaslíky, ale pak začne znovu stoupat při nižších, více planetárních masách. Opět se to vyrovnává na nějakou nižší hmotu, například několikrát u Jupiteru? To je pro budoucí dalekohledy.
Tento průzkum je přesto velkým krokem vpřed. Extrapolace na Mléčnou dráhu a další galaxie nám pomůže pochopit, jak se chovají galaxie – a jak mění své chování v průběhu času a v průběhu stárnutí chrlí různé směsi hvězd. Důvěra, kterou máme v našich vědeckých znalostech, závisí na každém spojení v řetězci, takže čím lépe určujeme počáteční hmotnostní funkci, tím lépe pochopíme vesmír.
