Localizarea stelelor tinere și a discurilor lor protoplanetare

Imaginați-vă că mergeți prin ceață deasă și ceață în miezul nopții, văzând pete de lumină de la mașini și orașe sclipind în depărtare. Este aproape imposibil de spus dacă luminile sunt adânci în ceață sau mai departe. Astronomii care încearcă să găsească stele tinere se confruntă cu o problemă similară: lumina stelelor pe care le caută strălucește prin regiuni mari de gaz nebulos și praf din spațiu, numite nori moleculari.

Dar inimile acestor nori sunt adesea terenuri de reproducere pentru stele și planete tinere, locurile perfecte pentru a încerca să descopere cum se formează corpurile cerești, presupunând că astronomii pot vedea ce se întâmplă prin întuneric.

Acum, un grup de oameni de știință de la departamentul de astronomie al BU a descoperit o modalitate ieftină de a trece prin ceață. Ei au dezvoltat o nouă metodă care măsoară ceața norului de praf și le permite să detecteze prezența structurilor care formează planete, cunoscute sub numele de discuri protoplanetare: discuri de gaz și praf care sunt prezente în jurul stelelor tinere și oferă materialul pentru planete. . a forma. Au folosit tehnica lor pentru a obține o vedere mai completă a interiorului unui nor de praf molecular situat la 450 de ani lumină de Pământ, în constelația Taurului. Acolo, un sistem de două stele este încă la început, discurile sale protoplanetare încă prezente și probabil în procesul de creare a mai multor planete noi.

„Încercăm să privim prin ceața norului pentru a vedea ce fac aceste stele, sunt ca niște lanterne care strălucesc prin nor”, ​​spune Dan Clemens, profesor la Colegiul de Arte și Științe și catedră de astronomie. și autorul principal al unei lucrări care descrie tehnicile folosite pentru a arunca o privire mai atentă asupra discurilor stelelor care formează planetele. Constatările au fost publicate în jurnalul de astrofizică.

Oamenii de știință nu știu exact cum se formează stelele și planetele, deși cunosc unele dintre ingrediente, inclusiv gaz, praf, gravitație și câmpuri magnetice, așa că studierea unor sisteme ca acesta poate oferi informații despre modul în care se dezvoltă planeta. În norul Taur, o stea tânără de masă mică și o pitică maro orbitează reciproc la fiecare jumătate de milion de ani; O pitică maro este uneori numită o stea eșuată, deoarece nu fuzionează hidrogenul și heliul așa cum fac cele mai strălucitoare stele. Atât piticul maro, cât și steaua tânără au discuri protoplanetare în jurul lor.

Echipa BU a examinat pentru prima dată discurile norului Taur când Anneliese Rilinger, o studentă absolventă în anul cinci la departamentul de astronomie a BU, a început să studieze sistemul stelar folosind unde radio colectate de Atacama Large Millimeter Array (ALMA), cel mai mare radiotelescop din lume. lumea. Rilinger a publicat anterior un studiu cu Catherine Espaillat, profesor asociat CAS de astronomie și co-autor al noii lucrări, analizând discurile care înconjoară stelele și făcând un model detaliat al structurilor discului.

Munca sa cu undele radio a stârnit interesul lui Clemens, care a pornit apoi împreună cu restul echipei sale, inclusiv Rilinger, Espaillat și cercetătorul principal al BU, Thesehara Pillai, pentru a testa observațiile lui Rilinger asupra aceluiași sistem folosind lumină infraroșie. lungime de undă mai scurtă decât undele radio, chiar dincolo de ceea ce ochiul uman poate detecta singur. Ei au vrut să arate că este posibil să se modeleze cu precizie locațiile discurilor folosind instrumente alternative și, ca urmare, mai accesibile.

Când stelele emit lumină, aceasta este nepolarizată (adică undele luminoase merg în mai multe direcții). Dar, pe măsură ce lumina trece prin norul molecular dens, acea lumină devine polarizată (undele luminoase oscilează într-o direcție) datorită proprietăților boabelor de praf și câmpului magnetic încorporat în nor. Cercetătorii au folosit un polarimetru în infraroșu apropiat la Observatorul Telescopului Perkins al BU pentru a măsura polarizarea luminii care trece prin nor. Măsurarea polarizării a permis echipei de cercetare să vadă semnăturile stelelor, care le-ar putea spune orientarea discurilor. Provocarea a devenit apoi cum să scădem efectele norului din jur pentru a descoperi natura exactă a luminii care vine de la stele și a dezvălui orientarea discurilor protoplanetare căutând praful în norul de praf.

Echipa a confirmat că datele de polarizare în infraroșu apropiat se potrivesc cu datele undelor radio, arătând că este posibil să se măsoare discuri protoplanetare fără instrumente la scară largă precum ALMA. Lucrările lor au dezvăluit, de asemenea, ceva interesant despre sistem: discurile sunt într-un aliniament ciudat pe care astronomii nu îl văd de obicei, paralele între ele și poziționate perpendicular pe câmpul magnetic al norului mai mare. Discurile protoplanetare se rotesc adesea paralel cu câmpul magnetic al norilor de praf, făcând acest sistem rar și dând cercetătorilor posibilitatea de a obține noi perspective asupra modului în care discurile formează planetele.

„A fost interesant și foarte provocator să dezvoltăm cunoștințele despre cum să eliminați contribuțiile norilor din polarizările intrinseci ale stelelor și ale obiectelor stelare tinere – este ceva ce nu se făcuse înainte”, spune Clemens. „Polarimetria în infraroșu apropiat pe care am efectuat-o ne-a oferit o perspectivă unică asupra discurilor, precum și capacitatea de a privi adânc în aceste regiuni optic opace în care se formează noi stele”. Instrumentele lor ar putea fi folosite pentru a sonda prezența și orientările discurilor în alte regiuni adânc ascunse ale spațiului.

Deși încă în procesul de formare a planetei, piticul brun și steaua tânără din norul Taur par să aibă deja însoțitori de masă mai mică, care se află la granița dintre a fi o planetă sau, eventual, o altă pitică maro. În porțiunea sa de spațiu, planetele se vor forma probabil în următoarele cinci milioane de ani.


Discurile care formează planetele evoluează în moduri surprinzător de similare


Mai multe informatii:
Dan P. Clemens și colab., Polarizarea în infraroșu apropiat a discurilor nerezolvate din jurul piticilor maro și al obiectelor stelare tinere, jurnalul de astrofizică (2022). DOI: 10.3847/1538-4357/ac415c

Furnizat de Universitatea din Boston

Citare: Vederea prin ceață: identificarea stelelor tinere și a discurilor lor protoplanetare (16 mai 2022) preluat la 17 mai 2022 de la https://phys.org/news/2022-05-fog-young-stars-protoplanetary- disks.html

Acest document este supus dreptului de autor. În afară de orice tranzacție echitabilă în scopuri private de studiu sau cercetare, nicio parte nu poate fi reprodusă fără permisiunea scrisă. Conținutul este furnizat doar în scop informativ.

Add Comment