Η ψύξη των μοριακών νεφών και η περιοχή CMZ

Από την φυσική γύρω μας γνωρίζουμε ότι αν συμπιέσουμε ένα αέριο, αυτό θερμαίνεται (όπως η τρόμπα του ποδηλάτου). Στα μοριακά νέφη συμβαίνει το αντίθετο, το ατομικό νέφος με θερμοκρασία χιλιάδες βαθμούς Κ συμπυκνώνεται σε μοριακό θερμοκρασίας λίγων δεκάδων Κ. Αυτό μπορεί να συμβεί επειδή κατά την συμπίεση οι συγκρούσεις των ατόμων/ μορίων γίνονται συχνές. Σε αυτές τις συγκρούσεις τα ηλεκτρόνια ανεβαίνουν βαθμίδα στα άτομα/ μόρια, αντλώντας ενέργεια από την κινητική του ατόμου/ μορίου. Έτσι τα άτομα/ μόρια επιβραδύνονται, κάτι που σημαίνει ψύξη του αερίου. Μετά από νέες συγκρούσεις τα ηλεκτρόνια επανέρχονται στην βασική τους βαθμίδα, αλλά εκπέμπουν ακτινοβολία, με αποτέλεσμα να μην επιταχύνει το άτομο/ μόριο (δεν κερδίζει κινητική ενέργεια, κάτι που θα σήμαινε πάλι θέρμανση του αερίου). Η ακτινοβολία αυτή διαφεύγει του (πλέον μοριακού) νέφους (αποβολή θερμότητας). Το πόσο αποτελεσματική είναι η μετατροπή ενός τμήματος ατομικού νέφους σε μοριακό, δηλαδή πόσο αποτελεσματικά αποβάλλει θερμότητα, εξαρτάται από σωματιδιακές ιδιότητες, όπως οι χημικές ιδιότητες και κατά πόσο ευνοούν την ένωση των ατόμων σε μόρια (η ποσότητα της σκόνης ως καταλύτη) και την αρνητική επίδραση της ακτινοβολίας, κοσμικής ή αστρικής. Σημαντικό ρόλο έχει και η διαταραχή. Όσο πιο διαταραγμένο είναι το νέφος, τόσο δυσκολεύει η μετάβασή του σε μοριακό.

Όμως ούτε η διαταραχή δεν αρκεί να δικαιολογήσει την σχετικά μικρή αστρογέννηση στο πυκνότατο μοριακό νέφος κοντά στο κέντρο του Γαλαξία μας (CMZ, central molecular zone).Να σημειώσουμε ότι η δημιουργία άστρων (1 το έτος για τον Γαλαξία μας) είναι ανάλογη της πυκνότητας του αερίου στα νέφη. Εκεί λοιπόν η πυκνότητα του μοριακού νέφους είναι χιλιάδες φορές μεγαλύτερη αυτής των συνηθισμένων μοριακών νεφών. Τα συνηθισμένα γαλαξιακά μοριακά νέφη έχουν πυκνότητα εκατοντάδες σωματίδια /cm3, μια πυκνότητα που θα θεωρούσαμε ως κενό στην Γη, με την πυκνότητα της ατμόσφαιράς μας να είναι 10στη19 σωματίδια/ cm3). Το νέφος αυτό κινείται με πολύ μεγαλύτερη ταχύτητα από τα συνήθη γαλαξιακά νέφη. Επίσης ή κοσμική ακτινοβολία και η ακτινοβολία από μεγάλα αστέρια είναι εντονότερη, όπως οι διαταράξεις από εκρήξεις σουπερνοβα, παράγοντες που αποτρέπουν την αστρογέννηση. Αυτό που βρέθηκε μελετώντας μια περιοχή του CMZ, που ονομάζεται the brick είναι ότι το μαγνητικό πεδίο της είναι πολύ ισχυρό, χιλιάδες φορές ισχυρότερο από αυτό του ηλιακού μας συστήματος, καθιστώντας το ικανό παράγοντα αποτροπής της αστρογέννησης. Λόγω της μεγάλης συμπίεσης του τεράστιου ατομικού νεφελώματος το μαγνητικό πεδίο, που διατηρήθηκε κατά την συμπίεση, εμφανίζεται στο πολύ μικρότερου μεγέθους CMZ πολύ ισχυρό. Ένας ανάλογος μηχανισμός δημιουργεί και τα πανίσχυρα μαγνητικά πεδία των παλσαρ.

Πηγή Sterne und Weltraum 9/2016