Международен екип от астрономи развенча дългогодишното вярване за това как се образуват звездите.
От 50-те години на миналия век астрономите вярваха, че групи от новородени звезди се подчиняват на едни и същи правила за образуване на звезди, което означаваше, че съотношението на масивните звезди към по-леките звезди е почти същото от галактика към галактика. За всяка звезда, 20 пъти по-масивна от Слънцето или по-голяма, например, ще има 500 звезди, равни или по-малки от масата на Слънцето.
„Това беше наистина полезна идея. За съжаление изглежда не е вярно”, каза ръководителят на екипа за изследване д-р Герхард Меурер от университета Джон Хопкинс в Балтимор.
Това масово разпределение на новородените звезди се нарича „първоначална функция на масата“ или IMF. Повечето от светлината, която виждаме от галактиките, идва от звезди с най-висока маса, докато общата маса в звездите е доминирана от звезди с по-ниска маса, които не могат да се видят, така че МВФ има значение за точното определяне на масата на галактиките. Чрез измерване на количеството светлина от звездна популация и извършване на някои корекции за възрастта на звездите, астрономите могат да използват МВФ, за да оценят общата маса на тази звездна популация.
Резултатите за различните галактики могат да се сравняват само ако МВФ е един и същ навсякъде, но екипът на д-р Мьорер е показал, че това съотношение на новородени звезди с голяма и малка маса се различава между галактиките. Малките галактики „джуджета“ например образуват много повече звезди с ниска маса от очакваното.
За да стигне до това откритие, екипът на д-р Меурер използва галактики в изследването HIPASS (HI Parkes All Sky Survey), направено с радиотелескопа Parkes близо до Сидни, Австралия. Използвано е радиоизследване, тъй като галактиките съдържат значителни количества неутрален водороден газ, суровината за образуване на звезди, а неутралният водород излъчва радиовълни.
Екипът измерва два индикатора за образуване на звезди, ултравиолетови и H-алфа емисии, в 103 от изследваните галактики, използвайки сателита на НАСА GALEX и 1,5-метровия оптичен телескоп CTIO в Чили.
Изборът на галактики въз основа на техния неутрален водород даде извадка от галактики с много различни форми и размери, безпристрастни от тяхната история на образуване на звезди.
H-alpha емисиите проследяват присъствието на много масивни звезди, наречени O звезди, the раждане на звезда с маса повече от 20 пъти по-голяма от тази на Слънцето.
UV излъчването проследява както O звездите, така и по-малко масивните B звезди - като цяло звездите са повече от три пъти по-големи от масата на Слънцето.
Екипът на Meurer установи, че съотношението на H-алфа към UV емисиите варира от галактика до галактика, което предполага, че МВФ също го прави, поне в горния му край.
„Това е сложна работа и непременно трябваше да вземем предвид много фактори, които влияят на съотношението на H-alpha към UV емисиите, като например факта, че B звездите живеят много по-дълго от O звездите“, каза д-р Meurer.
Екипът на д-р Мерер предполага, че МВФ изглежда е чувствителен към физическите условия на района на образуване на звезди, особено налягането на газа. Например, най-вероятно е масивните звезди да се образуват в среда с високо налягане, като плътно свързани звездни купове.
Резултатите на екипа позволяват по-добро разбиране на други наскоро наблюдавани явления, които озадачават астрономите, като например промяна на съотношението на H-алфа към ултравиолетовата светлина като функция на радиуса в някои галактики. Това вече има смисъл, тъй като звездната смес се променя, когато налягането пада с радиус, точно както налягането варира с надморска височина на Земята.
Работата потвърждава предварителните предложения, направени първо от Вероник Буат и сътрудници във Франция през 1987 г., а след това и по-съществено проучване миналата година от Ерик Ховерстийн и Карл Глейзбрук, разработено от университетите Джон Хопкинс и Суинбърн, което предложи същия резултат.
