Pembentukan Bintang dan Umpan Balik di Galaksi

Galaksi mengubah gas dingin menjadi bintang pada laju yang ditentukan oleh kandungan gasnya, dan energi yang dikembalikan oleh bintang-bintang tersebut mengatur serta terkadang menghentikan pembentukan bintang lebih lanjut.

Definition

Pembentukan bintang di galaksi adalah konversi gas antarbintang dingin menjadi bintang, sedangkan umpan balik adalah pengembalian energi, momentum, dan materi yang diperkaya dari bintang serta lubang hitam yang mengakresi ke gas di sekitarnya, yang bersama-sama menentukan seberapa cepat dan berapa lama sebuah galaksi membentuk bintang.

Scope

Topik ini mencakup hukum pembentukan bintang empiris yang menghubungkan kerapatan gas dengan laju pembentukan bintang, ketidakefisienan konversi gas menjadi bintang, energi dan momentum yang disuntikkan oleh bintang masif dan supernova, peran inti galaksi aktif dalam umpan balik, dan bagaimana umpan balik membentuk massa serta kandungan gas galaksi.

Core questions

• Hubungan apa yang menghubungkan kandungan gas galaksi dengan laju pembentukan bintangnya?
• Mengapa pembentukan bintang begitu tidak efisien pada skala galaksi?
• Bagaimana supernova dan bintang masif mengembalikan energi ke medium antarbintang?
• Bagaimana umpan balik mengatur pertumbuhan dan pemadaman galaksi?

Key theories

Hukum Kennicutt-Schmidt

Laju pembentukan bintang per satuan luas galaksi berskala sebagai pangkat kerapatan permukaan gasnya, sebuah hubungan empiris yang merangkum bagaimana gas diubah menjadi bintang di seluruh galaksi.

Umpan balik bintang

Radiasi, angin, dan ledakan supernova dari bintang masif memanaskan dan menyebarkan gas, membatasi efisiensi pembentukan bintang dan mendorong aliran keluar galaksi.

Pertumbuhan galaksi yang diatur oleh umpan balik

Umpan balik bintang dan lubang hitam gabungan diperlukan agar model dapat mereproduksi fungsi massa galaksi yang teramati, mencegah terlalu banyak bintang terbentuk baik di galaksi kecil maupun masif.

Clinical relevance

Pembentukan bintang dan umpan balik menentukan sifat-sifat galaksi yang terlihat, pengayaan kimiawi gasnya, dan massa di mana galaksi berhenti tumbuh; menangkap umpan balik dengan benar adalah tantangan utama dalam mensimulasikan galaksi yang realistis.

History

Proposal Schmidt pada pertengahan abad ke-20 mengenai hukum yang menghubungkan kerapatan gas dengan pembentukan bintang ditempatkan pada pijakan observasi yang kuat oleh Kennicutt pada tahun 1998. Seiring dengan kematangan simulasi, pengakuan bahwa umpan balik dari supernova dan inti galaksi aktif sangat penting untuk mereproduksi galaksi nyata menjadi tema yang menentukan dalam bidang ini.

Key figures

• Robert Kennicutt
• Maarten Schmidt
• Thorsten Naab
• Jeremiah Ostriker

Seminal works

• kennicutt1998
• kennicutt2012
• naab2017

Frequently asked questions

Mengapa galaksi tidak mengubah semua gasnya menjadi bintang?

Pembentukan bintang bersifat membatasi diri. Energi dan momentum dari bintang masif muda dan supernova memanaskan serta meniup gas di sekitarnya, sehingga hanya sebagian kecil dari gas galaksi yang diubah menjadi bintang per waktu orbit.

Apa itu umpan balik dalam pembentukan galaksi?

Umpan balik adalah pengembalian energi dan materi dari bintang serta lubang hitam yang mengakresi ke gas di sekitarnya. Ini mengatur pembentukan bintang, mendorong aliran keluar, dan sangat penting untuk menjelaskan mengapa galaksi tidak jauh lebih masif dari yang diamati.