Czy początkowa funkcja masy gwiazd jest uniwersalna?
Tzw. początkowa funkcja masy gwiazd (IMF) jest podstawą niemal wszystkich gałęzi astrofizyki, od planetologii po ewolucję gromad gwiazd i wzbogacenie składu chemicznego ośrodka międzygwiazdowego. Pierwsze próby określenia kształtu tej funkcji podjęto już w latach 50. XX wieku. Okazało się, że IMF najbliższych gwiazd pola można dokładnie opisać przy użyciu modelu potęgowego. W ramach finansowanego ze środków UE projektu FEEDGAL (Feedback regulated star formation in diverse galactic environments) astronomowie skupili się na obszarach formowania gwiazd oraz gromadach młodych gwiazd w Drodze Mlecznej. Wyniki uzyskane w symulacjach numerycznych przeprowadzonych z użyciem metod statystycznych porównano z najnowszymi danymi obserwacyjnymi. Do trójwymiarowych symulacji turbulentnych, namagnetyzowanych, samograwitujących obłoków molekularnych zespół FEEDGAL użył kodu magnetohydrodynamicznego do tworzenia adaptacyjnych siatek numerycznych przepływów namagnetyzowanego płynu samograwitującego (kod RAMSES). Zespół zaktualizował również kod do obliczania masy tych obszarów o dużej gęstości, które zapadły się grawitacyjnie i stały się zarodkiem nowych gwiazd. Oprócz numerycznego modelu do badania turbulencji w obłokach molekularnych rozwinięto też bayesowski model statystyczny wykorzystywany do obliczania podstawowych parametrów początkowej funkcji masy gromad młodych gwiazd. Co ważne, astronomowie po raz pierwszy udowodnili, że frakcja gwiazd typu O może się narodzić wyłącznie, jeśli rozkład parametrów funkcji IMF jest szeroki. Jednym z najważniejszych odkryć dokonanych w ramach projektu był fakt, że funkcji IMF populacji młodych gwiazd nie da się opisać za pomocą pojedynczej funkcji rozkładu. Przeciwnie – każdy parametr początkowej funkcji masy w danym zakresie mas gwiazdowych jest charakteryzowany osobnym, szerokim rozkładem Gaussa. Ten dowód na brak uniwersalności funkcji IMF w obrębie naszej galaktyki stanowi podstawę dla dalszych badań. IMF ma wpływ na większość możliwych do zaobserwowania właściwości populacji gwiazd i galaktyk. Wariacje IMF najprawdopodobniej odzwierciedlają jednakowo szerokie rozkłady warunków początkowych, w których tworzyły się gromady gwiazd. Prowadzone przed rozpoczęciem projektu FEEDGAL badania lokalnych gromad młodych gwiazd i starych gromad kulistych sugerowały, że zdecydowana większość z nich pochodzi z „uniwersalnej” początkowej funkcji masy.
Słowa kluczowe
Początkowa funkcja masy, FEEDGAL, Droga Mleczna, młode gwiazdy, rozkład Gaussa
