Открийте младите звезди и техните протопланетни дискове

Представете си, че се разхождате през гъста мъглива мъгла посред нощ, виждате петна светлина от коли и блестящи градове в далечината. Почти невъзможно е да се каже дали светлините са дълбоко в мъглата или отвъд нея. Астрономите, които се опитват да намерят млади звезди, се сблъскват с подобен проблем: светлината от звездите, които те ловят, блести през големи области на мътен газ и прах в космоса, наречени молекулярни облаци.

Но сърцевината на тези облаци често е плодородна почва за млади звезди и планети, идеалните места, където да се опитаме да разберем как се образуват небесните тела, като приемем, че астрономите могат да видят какво се случва през облаците.

Сега група учени от отдела по астрономия на BU са намерили евтин начин да прекъснат мъглата. Те разработиха нов метод, който измерва замъгляването на праховите облаци и им позволява да открият наличието на образуващи планети структури, известни като протопланетни дискове – дискове от газ и прах, които присъстват около младите звезди и осигуряват материала за формиране на планетите. Те използваха техниката си, за да получат по-пълен поглед в облак от молекулен прах, разположен на 450 светлинни години от Земята в съзвездието Телец. Там една двузвездна система все още е в начален стадий, нейните протопланетни дискове все още присъстват и вероятно създават няколко нови планети.

„Всъщност се опитваме да погледнем през мъглата на облака, за да видим какво правят тези звезди, те са като фенерчета, светещи през облака“, казва Дан Клеменс, професор в Колежа по изкуства и науки и притежател на катедра по астрономия и водещ автор на статия, описваща техники, използвани за по-внимателно наблюдение на планетарните дискове на звездите. Констатациите са публикувани в Астрофизичният вестник.

Учените не знаят точно как се образуват звездите и планетите – въпреки че знаят някои от съставките, включително газ, прах, гравитация и магнитни полета – така че изследването на системи като тази – ci може да даде представа за това как се развива процесът. В облака Телец млада звезда с ниска маса и кафяво джудже обикалят една около друга на всеки 500 000 години. Кафявото джудже понякога се нарича пропадаща звезда, защото не слива водород и хелий, както правят по-ярките звезди. Кафявото джудже и младата звезда са заобиколени от протопланетни дискове.

Екипът на BU за първи път изследва дисковете в облака Телец, когато Анелиз Рилингер, студентка от петата година в катедрата по астрономия на BU, започна да изучава звездната система, използвайки радиовълни, събрани от Atacama Large Millimeter Array (ALMA), най-големият радиотелескоп в Светът. По-рано Рилинджър публикува проучване с Катрин Еспайлат, доцент по астрономия в CAS и съавтор на новата статия, изследвайки дисковете около звездите и правейки подробно моделиране на дисковите структури.

Работата му, използваща радиовълни, предизвика интереса на Клеменс, който след това тръгна с останалата част от екипа си, включително Рилингер, Еспайлат и главния изследовател на BU Тухара Пилай, да тества наблюденията на Рилинджър върху същата система, използвайки близка инфрачервена светлина. дължина на вълната, по-къса от радиовълните, точно отвъд това, което човешкото око може да открие самостоятелно. Те искаха да покажат, че е възможно точно да се моделират местата на диска, като се използват алтернативни и следователно по-достъпни инструменти.

Когато звездите излъчват светлина, тя не е поляризирана (което означава, че светлинните вълни вървят в повече от една посока). Но когато светлината преминава през плътния молекулен облак, тази светлина се поляризира – светлинните вълни осцилират в една посока – поради свойствата на праховите зърна и магнитното поле, вградено в облака. Изследователите са използвали почти инфрачервен поляриметър в телескопската обсерватория на Перкинс за измерване на поляризацията на светлината, преминаваща през облака. Измерването на поляризацията позволи на изследователския екип да види подписите на звездите, които биха могли да им кажат ориентацията на дисковете. Предизвикателството тогава беше как да се извадят ефектите от заобикалящия облак, за да се определи точната природа на светлината, идваща от звездите, и да се разкрие ориентацията на протопланетните дискове – търсене на прах в облака прах.

Екипът потвърди, че данните за близката инфрачервена поляризация съвпадат с данните за радиовълните, което показва, че е възможно да се измерват протопланетните дискове без мащабни инструменти като ALMA. Тяхната работа разкри и нещо интересно за системата: дисковете са в странно подравняване, което астрономите не виждат често – успоредни един на друг и разположени перпендикулярно на магнитното поле на по-големия облак. Често протопланетните дискове се въртят успоредно на магнитното поле на облака прах, което прави тази система рядка и дава възможност на изследователите да събират нова информация за това как дисковете образуват планети.

„Беше вълнуващо и такова предизвикателство да се развият знанията как да се потискат приносите на облаците към присъщите поляризации на звезди и млади звездни обекти – това е нещо, което никога не е правено досега“, каза Клеменс. „Близо инфрачервената поляриметрия, която извършихме, предлага своя уникален изглед на дисковете, както и способността да се надниква дълбоко в тези оптически непрозрачни области, където се формират нови звезди.“ Техните инструменти могат да се използват за тестване на присъствието и ориентацията на дискове в други дълбоко скрити области на пространството.

Въпреки че все още са в процес на формиране на планети, кафявото джудже и младата звезда в облака Телец вече изглежда имат спътници с по-ниска маса, които пресичат границата между това да бъдат планета или може би друго кафяво джудже. В техния отрязък от космоса планетите вероятно ще се образуват през следващите пет милиона години.


Дисковете, образуващи планети, се развиват по изненадващо сходни начини


Повече информация:
Дан П. Клеменс и сътр., Поляризация в близка инфрачервена светлина на неразрешени дискове около кафяви джуджета и млади звездни обекти, Астрофизичният вестник (2022 г.). DOI: 10.3847/1538-4357/ac415c

Предоставено от Бостънския университет

цитат: Виждайки през мъглата: Точно определяне на млади звезди и техните протопланетни дискове (16 май 2022 г.), извлечено на 17 май 2022 г. от https://phys.org/news/2022-05-fog-young-stars-protoplanetary-disks.html

Този документ е обект на авторско право. Освен за честна употреба за целите на частно проучване или изследване, никоя част не може да бъде възпроизвеждана без писмено разрешение. Съдържанието е предоставено само за информация.

Add Comment