Tähtitieteilijät ovat ensimmäistä kertaa tarkkailleet ennennäkemättömän yksityiskohtaisesti prosesseja, jotka aiheuttavat tähtiä ja planeettoja syntyvissä aurinkojärjestelmissä. Käyttämällä kumpaakin Keck-kaukoputkea Mauna Keassa Havaijilla, joka oli varustettu erityisellä suunnitellulla instrumentilla nimeltään ASTRA (ASTrometric ja vaiheviittauksinen tähtitiede), Joshua Eisner Arizonan yliopistosta ja hänen kollegansa pystyivät katsomaan syvälle protoplaneettisia levyjä - pyörteitä kaasupilviä ja pöly, joka ruokkii kasvavaa tähtiä sen keskustassa ja lopulta yhdistyy planeetoiksi ja asteroideiksi aurinkokunnan muodostamiseksi. He näkivät tarjoavan kuvan siitä, miten protoplanetaarisen levyn vetykaasu sisällytetään tähtiin.
Saadakseen erittäin hieno resoluutio, joka on tarpeen tähdellä ja sitä ympäröivän levyn välisellä radalla tapahtuvien prosessien tarkkailemiseksi 500 valovuoden päässä Maasta, joukkue yhdisti kahden Keck-kaukoputken valon, joka tarjoaa Hubblen hienomman kulmaresoluution. . Eisner ja hänen tiiminsä käyttivät myös spektrostrometria -nimistä tekniikkaa erottelukyvyn lisäämiseksi entisestään. Mittaamalla eri aallonpituuksilla protoplanetaarisista levyistä lähtevää valoa molemmilla Keck-kaukoputken peileillä ja manipuloimalla sitä edelleen ASTRA: lla, tutkijat saavuttivat tarvittavan resoluution prosessien tarkkailemiseksi syntyvän aurinkojärjestelmän keskuksissa.
"Kulmaresoluutio, jonka voit saavuttaa Hubble-avaruusteleskoopilla, on noin 100 kertaa liian karkea, jotta pystymme näkemään, mitä tapahtuu juuri syntyvän tähden ulkopuolella, joka ei ole paljon aurinkoa suurempi", Eisner sanoi. Toisin sanoen, jopa protoplanetaarinen levy, joka on riittävän lähellä, jotta sitä voidaan pitää aurinkokuntamme läheisyydessä, näyttäisi ominaisuuksettomana möhkönä.
Tällä uudella tekniikalla ryhmä pystyi erottamaan kaasun jakautumisen, joka koostuu pääosin vedystä, ja pölystä, ja siten ratkaisemaan levyn ominaisuudet.
"Pystyimme pääsemään todella, todella lähellä tähtiä ja katsomaan oikein rajapintaa kaasurikkaan protoplanetaarisen levyn ja tähden välillä", Eisner sanoi.
Protoplanetaariset levyt muodostuvat tähtitarhoissa, kun kaasumolekyylien pilvet ja pölyhiukkaset alkavat pudota painovoiman vaikutuksesta.
Alun perin hitaasti pyörivä pilven kasvava massa ja painovoima saavat sen tiheämmäksi ja kompakteksi. Pyörimisliikkeen säilyttäminen nopeuttaa pilviä sen kutistuessa, aivan kuten taitoluistelija pyörii nopeammin kun hinaa aseisiinsa. Keskipakovoima tasoittaa pilven pyörivään kaasun ja pölyn pyörivään kiekkoon, jolloin lopulta syntyy planeettoja, jotka kiertävät tähtensä suunnilleen samassa tasossa.
Tähtitieteilijät tietävät, että tähdet saavat massaa sisällyttämällä osan vetykaasusta niitä ympäröivään kiekkoon, kutsumiseen kutsutussa prosessissa, joka voi tapahtua kahdella tavalla.
Yhdessä skenaariossa kaasua niellään, kun se pesee suoraan tähden tuliseen pintaan.
Toisessa, paljon väkivaltaisemmassa skenaariossa tähtiä pyyhkäisevät magneettikentät työntävät lähestyvää kaasua takaisin ja aiheuttavat sen niputtamisen muodostaen raon tähden ja sitä ympäröivän levyn välille. Sen sijaan, että lipsaisivat tähtipinnalla, vetyatomit kulkevat magneettikenttäviivoja pitkin kuin moottoritiellä, tullen kuumiksi ja ionisoituiksi tässä prosessissa.
"Kun tähti on jäänyt magneettikentään, kaasu kanavoidaan kentän linjoja pitkin, jotka kaareutuvat korkealle levyn tason ylä- ja alapuolelle", Eisner selitti. "Materiaali kaatuu sitten tähden polaarisiin alueisiin suurilla nopeuksilla."
Tässä infernossa, joka vapauttaa miljoonien Hiroshiman kokoisten atomipommien energiaa sekunnissa, osa kaarevasta kaasuvirtauksesta poistuu levyltä ja kulkee kauas avaruuteen tähtienvälisenä tuulena.
"Haluamme ymmärtää kuinka materiaali kerääntyy tähtiin", Eisner sanoi. "Tätä prosessia ei ole koskaan mitattu suoraan."
Eisnerin joukkue osoitti kaukoputket 15 protoplanetaalisen levyn kohdalla, joiden nuorten tähtien massa vaihteli puolista kymmeneen kertaa aurinkoomme vastaaviin.
"Voisimme havaita, että useimmissa tapauksissa kaasu muuntaa osan kineettisesta energiastaan valoon hyvin lähellä tähtiä", hän sanoi, ilmaisinmerkin voimakkaammasta lisääntymiskehityksestä.
"Muissa tapauksissa näimme todisteita avaruuteen laukaistuista tuuleista yhdessä tähtiin keräävän materiaalin kanssa", Eisner lisäsi. "Löysimme jopa esimerkin - erittäin suuren massan tähden ympäriltä -, josta levy voi päästä aina tähtien pintaan."
Aurinkokunnat, jotka tähtitieteilijät valitsivat tähän tutkimukseen, ovat vielä nuoria, luultavasti muutaman miljoonan vuoden ikäisiä.
"Nämä levyt ovat noin muutama miljoona vuotta enemmän", Eisner sanoi. "Siihen mennessä ensimmäiset planeetat, Jupiterin ja Saturnuksen kaltaiset kaasujärjestöt, voivat muodostua, käyttävät paljon levyä."
Kiinteämpiä, kallioisempia planeettoja, kuten Maapallo, Venus tai Mars, on lähellä vasta paljon myöhemmin.
"Mutta rakennuspalikat niille voisi muodostua nyt", hän sanoi, minkä vuoksi tämä tutkimus on tärkeä ymmärrystämme siitä, kuinka aurinkokunta muodostuu, mukaan lukien ne, joilla on potentiaalisesti asuttavia planeettoja kuten Maa.
"Aiomme nähdä, voimmeko tehdä vastaavia mittauksia orgaanisista molekyyleistä ja vedestä protoplanetaarisilla levyillä", hän sanoi. "Ne olisivat mahdollisesti synnyttäviä planeettoja, joilla on olosuhteet elämän satamissa."
Ryhmän paperi julkaistiin Astrophysical Journal -lehdessä
Paperi: Eisner et ai. Paikallisesti ja spektrisesti erotettu vetykaasu 0,1 AU: n sisällä T Taurista ja Herbig Ae / Be Stars -alueesta.
Lähde: Arizonan yliopisto
