Gökbilimciler ilk kez, yeni doğan güneş sistemlerinde yıldızlara ve gezegenlere yol açan süreçleri benzeri görülmemiş bir ayrıntıda gözlemlediler. Hawaii'deki Mauna Kea üzerindeki her iki Keck teleskopunu kullanarak ASTRA (ASTrometrik ve faz Referanslı Astronomi) adlı özel olarak tasarlanmış bir aletle donatılmış olan Arizona Üniversitesi'nden Joshua Eisner ve meslektaşları, protoplantary disklere derinlemesine bakabildi - dönen gaz bulutları ve büyüyen yıldızı merkezde besleyen ve sonunda bir güneş sistemi oluşturmak için gezegenlere ve asteroitlere karışan toz. Gördükleri şey, protoplantary diskten hidrojen gazının yıldıza dahil edilme şekli hakkında fikir vermektir.
Dünyadan 500 ışıkyılı yıldız ve çevresindeki disk arasındaki sınırda gerçekleşen süreçleri gözlemlemek için gereken son derece hassas çözünürlüğü elde etmek için ekip, Hubble'ınkinden daha ince bir açısal çözünürlük sağlayan iki Keck teleskopundan gelen ışığı birleştirdi. . Eisner ve ekibi, çözünürlüğü daha da artırmak için spektro-astrometri adı verilen bir teknik kullandılar. Her iki Keck teleskop aynası ile farklı dalga boylarındaki protoplantary disklerden çıkan ışığı ölçerek ve ASTRA ile daha da manipüle ederek, araştırmacılar yeni ortaya çıkan güneş sistemlerinin merkezlerindeki süreçleri gözlemlemek için gereken çözünürlüğü elde ettiler.
Eisner, “Hubble Uzay Teleskobu ile elde edebileceğiniz açısal çözünürlük, güneşimizden çok daha büyük olmayan yeni bir yıldızın hemen dışında neler olup bittiğini görebilmek için yaklaşık 100 kat daha kaba” dedi. Başka bir deyişle, güneş sistemimizin mahallesinde düşünülecek kadar yakın bir protoplantary disk bile özelliksiz bir damla gibi görünecektir.
Bu yeni teknikle, ekip çoğunlukla hidrojen ve tozdan oluşan gaz dağılımlarını ayırt edebildi ve böylece diskin özelliklerini çözdü.
Eisner, “Gerçekten, gerçekten yıldıza yaklaşabildik ve gaz açısından zengin protoplanetary disk ile yıldız arasındaki arayüze bakabildik,” dedi.
Yıldız kreşlerinde, yerçekimi etkisi altında gaz molekülleri ve toz partikülleri bulutları çökmeye başladığında protoplantary diskler oluşur.
Başlangıçta yavaşça dönen bulutun kütlesi ve yerçekimi daha yoğun ve daha kompakt olmasına neden olur. Dönme momentumunun korunması, bulutta küçüldükçe hızlanır, tıpkı bir artistik patenci kollarında çekerken daha hızlı döner. Merkezkaç kuvveti bulutu dönen gaz ve tozdan oluşan bir dönen diske yassılaştırır ve sonunda yıldızlarını kabaca aynı düzlemde yörüngede gezdiren gezegenlere yol açar.
Gökbilimciler, yıldızların, onları çevreleyen diske hidrojen gazının bir kısmını, iki yoldan biriyle gerçekleşebilen birikme adı verilen bir sürece dahil ederek kütle aldıklarını bilirler.
Bir senaryoda, gaz yıldızın ateşli yüzeyine kadar yıkandıkça yutulur.
Çok daha şiddetli ikinci senaryoda, yıldızdan süpürülen manyetik alanlar, yaklaşan gazı geri iter ve yıldızın etrafındaki disk arasında bir boşluk yaratarak toplanmasına neden olur. Yıldızın yüzeyinde alıştırma yapmak yerine, hidrojen atomları manyetik alan çizgileri boyunca bir otoyoldaymış gibi dolaşır, bu süreçte süper ısınır ve iyonlaşır.
Eisner, “Yıldızın manyetik alanına sıkıştıktan sonra gaz, diskin düzleminin üstünde ve altında kemerli alan çizgileri boyunca huniden çıkarılıyor” dedi. “Malzeme daha sonra yıldızın kutup bölgelerine yüksek hızlarda çöküyor.”
Her saniye milyonlarca Hiroşima büyüklüğündeki atom bombasının enerjisini serbest bırakan bu cehennemde, kemerli gaz akışının bir kısmı diskten çıkarılır ve yıldızlararası rüzgar olarak uzaya yayılır.
Eisner, “Maddenin yıldıza nasıl biriktiğini anlamak istiyoruz,” dedi. “Bu süreç hiçbir zaman doğrudan ölçülmedi.”
Eisner’ın ekibi, teleskopları, güneşimizin yarısından 10 katına kadar kütlede değişen genç yıldızlarla 15 protoplantasyon diskine işaret etti.
“Çoğu durumda, gazın kinetik enerjisinin bir kısmını yıldızlara çok yakın ışığa dönüştürdüğünü başarılı bir şekilde ayırt edebildik” dedi, daha şiddetli toplanma senaryosunun anlatımsal bir işareti.
Eisner, “Başka durumlarda uzaya fırlatılan rüzgarların yıldızla birlikte malzeme toplanmasının kanıtlarını gördük” dedi. “Diskin yıldız yüzeyine kadar ulaşabileceği çok yüksek kütleli bir yıldızın etrafında bile bir örnek bulduk.”
Gökbilimcilerin bu çalışma için seçtikleri güneş sistemleri hala genç, muhtemelen birkaç milyon yaşında.
“Bu diskler birkaç milyon yıl daha sürecek,” dedi Eisner. “O zamana kadar, ilk gezegenler, Jüpiter ve Satürn'e benzeyen gaz devleri, çok fazla disk malzemesi kullanarak oluşabilir.”
Dünya, Venüs veya Mars gibi daha sağlam, kayalık gezegenler daha sonraya kadar etrafta olmayacak.
“Ama bunun için yapı taşları şimdi oluşuyor olabilir” dedi, bu yüzden bu araştırma, Dünya gibi potansiyel olarak yaşanabilir gezegenleri olanlar da dahil olmak üzere güneş sistemlerinin nasıl oluştuğunu anlamamız için önemlidir.
“Protoplantary disklerde organik moleküllerin ve suyun benzer ölçümlerini yapıp yapamayacağımızı göreceğiz” dedi. “Bunlar, yaşamı barındırma koşulları ile gezegenlere potansiyel olarak yol açacak olanlar olacaktır.”
Ekibin makalesi Astrophysical Journal'da yayınlandı
Kağıt: Eisner ve ark. T Tauri ve Herbig Ae / Be Yıldızlarının 0.1 AU'sunda Mekansal ve Spektral Olarak Çözülmüş Hidrojen Gazı.
Kaynak: Arizona Üniversitesi
