Tähtilevyjä veistävät vauvaplaneetit

Anonim

Kolme levyä tarkkailemaan uusien ekstrasolaaristen planeettojen syntymää. ESH: n VLT: ään (erittäin suuri teleskooppi) kiinnitetyn SPHERE-instrumentin avulla oli mahdollista "kaapata" selkeällä ja yksityiskohtaisella tavalla erityisiä rakenteita planeettamuodostuslevyissä nuorten tähtien ympärillä.

SPHERE, joka näki ensimmäisen valon vuonna 2014, antoi tutkijoille mahdollisuuden todistaa nuorten planeettajärjestelmien monimutkaista dynamiikkaa - mukaan lukien sellainen, joka kirjaimellisesti muuttuu silmämme edessä. Äskettäin kolmessa tähtitiedettä ja astrofysiikkaa koskevassa tutkimuksessa (katso lonk sivun lopussa), johon myös kansallisen astrofysiikan instituutin (Inaf) tutkijat osallistuivat, tulokset korostavat instrumentin huomattavia kykyjä vangita planeettojen muotoiltuja muotoja. levyissä, joista ne on muodostettu, osoittaen ympäristön monimutkaisuutta, josta uudet maailmat syntyvät. Tähtitieteilijöiden ryhmä on käyttänyt SPHEREä valottaakseen vastasyntyneiden planeettajärjestelmien arvoituksellista evoluutiota. Viime vuosien räjähdys tunnetuissa eksoplaneetoissa on tehnyt heidän tutkimuksensa yhdeksi nykyajan tähtitieteen aktiivisimmista kentistä.

Kuinka planeetat muodostuvat. Tiedämme nyt, että planeetat ovat muodostuneet vastasyntyneiden tähtiä ympäröivistä suurista kaasu- ja pölylevyistä, joita kutsutaan protoplanetaarisiksi levyiksi, ja jotka ulottuvat tuhansien miljoonien kilometrien päähän. Ajan myötä protoplanetaariset levyt muodostavat hiukkaset törmäävät yhteen, yhdistyvät ja kasvavat lopulta planeettojen ulottuvuuksiin. Pienimmätkin yksityiskohdat näiden levyjen kehityksestä ovat kuitenkin edelleen tuntemattomia.

SPHERE, jonka on luonut eurooppalainen konsortio, johon kuuluu myös kansallinen astrofysiikan instituutti, on äskettäinen lisäys VLT-instrumenttipuistoon ja innovatiivisten tekniikoiden yhdistelmällä on erittäin tehokas saamaan suoria ja erittäin yksityiskohtaisia ​​kuvia protoplaneettisista levyistä. .

Instrumentti käyttää tiettyä adaptiivisen optiikan yhdistelmää kuvien aiheuttamien vääristymien poistamiseen maan ilmakehästä, koronografia suurimman osan valosta keskitähden estämiseksi ja differentiaalikuvien ja polarimetrian yhdistelmää levyn rakenteiden tuottaman valon eristämiseksi .

Avaa palapeli. Protoplanetaaristen levyjen ja kasvavien planeettojen välinen vuorovaikutus voi muokata levyjä eri muodoissa: suurina renkaina, kierrevarsina tai varjossa olevina tyhjinä. Ne ovat erityisen mielenkiintoisia, koska yksiselitteistä yhteyttä rakenteiden ja niitä muodostavien planeettojen välillä ei ole vielä tunnistettu. Se on arvoitus, jonka tähtitieteilijät yrittävät selvittää. Onneksi näiden yllättävien rakenteiden suora havaitseminen protoplanetaarisilla levyillä on SPHERE: n ulottuvilla, sillä se pystyy palauttamaan yksityiskohtaisesti kuvia.

INP : n Padovan tutkija Elisabetta Rigliaco selitti: "Näiden monimutkaisten rakenteiden analysointi ja mallintaminen antavat meille mahdollisuuden saada paljon tietoa levyn geometriasta, sen sisällä tapahtuvista dynaamisista prosesseista ja läsnäolosta. kaikista planeetoista, jotka pyrkivät kuvantamaan havaitut rakenteet ».

"saturn" kuudenteen asteeseen. Otetaan esimerkiksi RXJ1615, nuori tähti Skorpionin tähdistössä, noin 600 valovuoden päässä maasta. Jos de Boerin johtama joukkue (jolla ei ole mitään tekemistä entisen Inter-valmentajan kanssa, työskentelee Leidenin observatoriossa Alankomaissa) on löytänyt monimutkaisen samankeskisten rengasten järjestelmän, joka ympäröi nuorta tähteä ja muistuttaa titaaniseen versioon Saturnuksen renkaista. Kuvia tämänkaltaisesta monimutkaisesta rengasveistosta on saatu toistaiseksi vain kouralliselle tähtiä. Levy näyttää merkkejä muodostumisprosessissa vielä olevien planeettojen tuottamasta vaikutuksesta.

Image Kuvan keskialue näyttää tummalta, koska SPHERE estää keskitähden valon paljastaen sitä ympäröivät paljon heikommat rakenteet. | ESO, J. de Boer et ai.

"Koko järjestelmä ei näytä olevan yli 1, 8 miljoonaa vuotta vanha", korosti Padovan INAF: n tutkija Silvano Desidera, joka yhdessä kollegansa Sergio Messinan kanssa (Catanian INAF) määritteli tähden ikän ja sen muut perusominaisuudet. "Äskettäin paljastuneen protoplanetaarisen levyn ikä tekee RXJ1615: stä poikkeuksellisen järjestelmän, koska suurin osa muista toistaiseksi löydetyistä levyistä on suhteellisen vanhoja tai kehittyneitä."

De Boerin odottamaton tulos otettiin heti huomioon toisen Christian Ginskin johtaman ryhmän löytöissä, joka työskentelee edelleen Leidenin observatoriossa ja joka tarkkaili nuorta tähteä HD97048 kameleonttiin, noin 500 valovuoden päässä Maan. Yksityiskohtaisen analyysin avulla he kykenivät tunnistamaan samankeskiset renkaat jopa tämän tähden ympärillä vielä epäkypsellä levyllä.

Näiden kahden järjestelmän symmetria on yllättävää, koska suurin osa protoplanetaarisista järjestelmistä sisältää epäsymmetrisiä spiraalivarret, tyhjät ja pyörteet. Nämä löytöt lisäävät tunnettujen järjestelmien lukumäärää, joissa on monirenkaita, joilla on korkea symmetriaaste.

Image Tähtiä HD135344B ympäröivä planeettalevy, noin 450 valovuoden päässä meistä. Levyllä on selkeät spiraalivarsien kaltaiset rakenteet, joiden ajatellaan muodostuvan kahdesta massiivisesta protoplaneetasta, joiden on tarkoitus tulla samanlaisiksi Jupiterin kanssa. Kuvan keskialue näyttää tummalta, koska SPHERE estää keskitähden valon paljastaen sitä ympäröivät paljon heikommat rakenteet. | ESO, T. Stolker et ai.

Epäsymmetriset levyt. Erityisen näyttävä esimerkki yleisimmistä epäsymmetrisistä levyistä saatiin tähtitieteilijäryhmä, jota johti Tomas Stolker Anton Pannekoekin tähtitieteen instituutista, Alankomaat. Levy ympäröi tähteä HD135344B, noin 450 valovuoden päässä meistä. Vaikka tätä tähtiä on tutkittu hyvin aikaisemmin, SPHERE on antanut mahdollisuuden tarkastella planeettojen levyä yksityiskohtaisesti, jota koskaan ennen ei ole saavutettu. Uskotaan, että erittäin suuri keskusontelo ja kaksi spiraalivarsia muistuttavaa rakennetta on luotu yhdellä tai useammalla massiivisella protoplaneetalla, joiden on tarkoitus tulla samanlaisiksi Jupiterin kanssa.

Lisäksi nähdään neljä tummaa nauhaa, näennäisesti varjot, jotka liikkuva materiaali on heittänyt HD135344B-levylle. On mielenkiintoista seurata, kuinka yksi näistä vyöhykkeistä on muuttunut huomattavasti eri havaintoaikojen välisinä kuukausina: harvinainen esimerkki reaaliajassa havaitusta planeetan evoluutiosta.

Tämä viittaa siihen, että SPHERE ei pysty vielä tarkkailemaan levyjen sisäalueiden muutoksia. Erittäin kauniiden kuvien tuottamisen lisäksi nämä heiluttavat varjot tarjoavat ainutlaatuisen tavan tutkia levyn sisimpien alueiden dynamiikkaa. Kuten de Boerin ja Ginskin löytämät samankeskiset renkaat, nämä Stolker-ryhmän havainnot osoittavat, että nuoria tähtiä ympäröivien levyjen monimutkainen ja muuttuva ympäristö varaa edelleen uusia yllätyksiä.

«SPHERE tarjoaa vaikuttavan määrän erittäin korkealaatuista tietoa protoplanetaarisista levyistä. Tämä antaa meille mahdollisuuden ymmärtää läheisemmin planeettojen vuorovaikutusta levyjen kanssa, joista ne ovat muodostuneet - ja siksi myös planeettojen muodostumisen ", Rigliaco toteaa lopuksi.

INAF-TV-video

Mainitut artikkelit

  • "Useita renkaita siirtymälevyllä ja ehdokas ehdokkaita RX J1615.3-3255: n ympärillä", kirjoittanut Jos de Boer et ai.
  • "Hajautettujen valoaukkojen suora havaitseminen siirtymälevyllä HD 97048: n ympärillä VLT / SPHERE: llä", kirjoittanut Christian Ginski et ai.
  • "Varjot, jotka on valettu HD 135344B: n siirtymälevylle", kirjoittanut Tomas Stolker et ai.
  • Kirjoittaja: Redazione Media INAF