Primeri Bokovih kroglic. Kreditna slika: SAAO. Kliknite za povečavo.
Naše Sonce obstaja že skoraj pet milijard let. Skozi večino svoje zgodovine se je Sonce v veliki meri pojavilo tako, kot danes - obsežna krogla sevalnega plina in prahu, ki se vžge v žarnico zaradi toplote, ki se sprošča z zlivanjem vodika v bližini njenega jedra. Toda preden se je naše Sonce začelo oblikovati, je bilo treba snov med seboj zviti iz medzvezdnega medija (ISM) in jo kompaktirati na dovolj majhnem območju prostora, da je prišlo do kritičnega ravnovesja med nadaljnjo kondenzacijo in stabilnostjo. Da bi se to zgodilo, je bilo treba premagati občutljivo ravnovesje med zunanjim pritiskom in gibajočim se gravitacijskim vplivom navznoter.
Leta 1947 je Harvard opazovalni astronom Bart Jan Bok objavil rezultat dolgoletnih raziskav pomembne podmnožice hladnih plinov in prahu, pogosto povezane s podaljšano nebuloznostjo. Bok je predlagal, da so nekatere izolirane in izrazite krogle, ki zakrivajo svetlobo v ozadju, v resnici dokaz pomembne predhodne faze oblikovanja protozvezdnih diskov, ki vodijo do rojstva zvezd, kot je naše sonce.
Po napovedih Boka se je pojavilo veliko fizičnih modelov, ki so razložili, kako lahko Bokove krogle nastanejo kot zvezde. Običajno se takšni modeli začnejo s pojmom, da se zadeva zbira v območjih prostora, kjer je medzvezdni medij še posebej gost (v obliki meglice), hladen in podvržen sevalnemu tlaku sosednjih zvezd. V določenem trenutku se lahko dovolj snovi kondenzira v dovolj majhnem območju, da gravitacija premaga pritisk plina in nasvete ravnotežja v korist nastanka zvezd.
Kot je razvidno iz prispevka "Raziskovanje skoraj infrardečega slikanja Bok Globules: struktura gostote", objavljenega 10. junija 2005, Ryo Kandori in skupina štirinajstih preiskovalcev "nakazujejo, da skoraj kritična sfera Bonner-Ebert označuje kritično gostoto globusov brez zvezd."
Koncept sfere Bonner-Ebert izvira iz ideje, da lahko znotraj idealiziranega oblaka plina in prahu obstaja ravnotežje sil. Takšna krogla ima konstantno notranjo gostoto, hkrati pa vzdržuje ravnotežje med ekspanzijskim tlakom, ki ga povzročajo plini določene temperature in gostote, in gravitacijskim vplivom njegove skupne mase, ki ji pomaga kateri koli pritisk plina ali sevanja, ki se izvaja iz sosednjih zvezd. To kritično stanje se nanaša na premer krogle, njeno skupno maso in količino tlaka, ki ga ustvarja latentna toplota v njej.
Večina astronomov je domnevala, da bi se Bonner-Ebertov model - ali njegova različica - končno izkazal za natančnega pri opisu točke, ko določena bokova krogla prečka črto in postane protozvezdni disk. Danes so Ryo Kandori in drugi zbrali dovolj dokazov iz številnih bokovih kroglic, ki bi lahko nagovarjali, da je ta pojem pravilen.
Skupina je začela z izbiro desetih Bokovih kroglic za opazovanje na podlagi majhne navidezne velikosti, skoraj krožne oblike, oddaljenosti od sosednje meglice, bližine Zemlje (manj kot 1700 LYs) in dostopnosti do infrardečih in radijskih valovnih instrumentov, ki se nahajajo tako na severni kot na južni polobli. S seznama skoraj 250 takih globusov so bili uvrščeni samo tisti, ki izpolnjujejo zgornja merila. Med izbranimi je le eden pokazal dokaze o protozvezdnem disku. Ta en disk je bil v obliki točkovnega vira infrardeče svetlobe, odkritega med anketo po celem nebu, ki jo je izvedel IRAS (Infrardeči astronomski satelit - skupni projekt ZDA, Velike Britanije in Nizozemske). Vseh deset kroglic je bilo v zvezdnih in nebuloznih območjih Mlečne poti.
Ko so bile izbrane krogle kandidatke Bok, je ekipa vsakega od njih podvrgla bateriji opazovanj, ki so določile njihovo maso, gostoto, temperaturo, velikost in, če je mogoče, količino tlaka, ki ga nanje izvaja ISM in sosednja zvezda. Pomembno je bilo ugotoviti, ali obstajajo razlike v gostoti po celotni krogli. Prisotnost enakomernega tlaka je še posebej pomembna, ko gre za določitev, kateri od različnih teoretičnih modelov je najbolje prilagojen sestavi modulov.
Z uporabo zemeljskega instrumenta (1,4-metrski IRSF v Južnoafriškem astronomskem observatoriju) v letih 2002 in 2003 je bila z vsake globusa zbrana skoraj vsaka infrardeča svetloba v treh različnih pasovih (J, H in K) z magnitudo 17 plus. Slike so nato integrirali in primerjali s svetlobo, ki izvira iz ozadja zvezda. Ti podatki so bili podvrženi več analiznim metodam, ki so omogočile ekipi določiti gostoto plina in prahu po vsaki krogli do nižje ločljivosti, podprte z vidnimi pogoji (približno en lok sekunde). To delo je v bistvu določilo, da je vsaka krogla pokazala enakomeren gradient gostote, ki temelji na predvideni tridimenzionalni porazdelitvi. Model s področja Bonner-Ebert je bil videti zelo dobro ujemanje.
Skupina je tudi opazovala vsako kroglo z uporabo 45-metrskega radijskega teleskopa Nobeyama Radio Observatory v Minamisakuju v Naganu na Japonskem. Ideja je bila zbrati specifične radijske frekvence, povezane z vznemirjenimi N2H + in C18O. S pogledom na količino zamegljenosti na teh frekvencah je ekipa lahko določila notranjo temperaturo vsake krogle, ki jo lahko skupaj z gostoto plina približamo notranjemu tlaku plina v vsaki globusi.
Ko je zbrala podatke, jih podvrgla analizi in količinsko opredelila rezultate, je skupina "ugotovila, da se več kot polovica brez zvezdnih kroglic (7 od 11 virov) nahaja v bližini kritičnega stanja (Bonner-Ebert). Zato predlagamo, da skoraj kritična Bonner-Ebertova sfera zaznamuje značilno strukturo gostote globusov brez zvezd. " Poleg tega je ekipa ugotovila, da so tri Bokove krogle (Coalsack II, CB87 & Lynds 498) stabilne in očitno niso v fazi nastajanja zvezd, štirje (Barnard 66, Lynds 495, CB 161 in CB 184) so postavljeni v bližini hleva Bonner- Ebertova država, vendar teži k nastanku zvezd, ki temelji na tem modelu. Končno se preostalih šest (FeSt 1-457, Barnard 335, CB 188, CB 131, CB 134) očitno premika proti gravitacijskemu kolapsu. Med temi šestimi zvezdicami sta globulji CB 188 in Barnard 335, za katere je že znano, da imajo protozvezdne diske.
V katerem koli sorazmerno oblačnem dnevu ni potrebno veliko na način instrumentacije, da bi dokazali, da je ena zelo edinstvena in pomembna "Bok globule", ki je obstajala pred približno 5 milijardami let, uspela prevrniti tehtnico in postati zvezda v nastajanju. Naše Sonce je ognjevarjen dokaz, da lahko materija - ko bo kondenzirano dovolj kondenzirana - začne postopek, ki vodi do izjemnih novih možnosti.
Spisal Jeff Barbour
