Naukowcy odkryli "puchaty" dysk wokół młodej gwiazdy

Po lewej: Otoczenie gwiazdy RY Tauri w bliskiej podczerwieni, zdjęcie wykonane przy pomocy koronografu Subaru HiCIAO. Ten rodzaj obserwacji astronomicznych nadaje się znakomicie do badania słabej emisji, związanej z rozproszonym światłem wokół dysków, w których formują się planety. Kolory wskazują na moc emisji (niebieski – najsłabsza, czerwony – najsilniejsza). Światło gwiazdy centralnej jest tu blokowane, a jej pozycja zaznaczona jest schematycznie gwiazdką w środku. Biała elipsa wskazuje na płaszczyznę dysku.

Po prawej: Widok poglądowy na obserwowaną emisję w podczerwieni. Światło gwiazdy jest rozpraszane w górnej warstwie pyłu, tworząc obserwowane przez nas, przesunięte nieco w stosunku do płaszczyzny samego dysku światło. Źródło: NAOJ.

Naukowcy pracujący przy projekcie Subaru zaobserwowali dysk wokół młodej gwiazdy RY Tauri. Znajduje się nad nim jak gdyby puszysta, kłaczkowata warstwa, odpowiedzialna za rozproszenie światła, jakie obserwuje się na obrazach gwiazdy w podczerwieni. Dokładne porównania z wynikiem symulacji komputerowych dla rozpraszania światła z dysku wykazały, że warstwa ta może być pozostałością po materii w wcześniejszych faz rozwoju dysku wokół młodej gwiazdy, gdy gaz i pył dopiero zaczęły opadać na ten dysk.

Trwający od 2009 program SEEDS ma za zadanie bezpośrednie obrazowanie planet pozasłonecznych oraz dysków protoplanetarnych wokół około 500 gwiazd. Formowanie się planet to ciekawy problem współczesnej astrofizyki. To właśnie złożone z pyłu i gazu dyski, okrążające młode gwiazdy, cieszą się szczególnym zainteresowanie astronomów – bowiem to tam powstają nowe światy. A ponieważ młode gwiazdy wraz ze swymi dyskami powstają w obłokach molekularnych – gigantycznych chmurach gazu i pyłu, niezwykle istotna jest właśnie rola kosmicznego pyłu w formowaniu się planet skalistych, jąder planet – olbrzymów typu jowiszowego, oraz pierścieni planetarnych, komet i asteroid. Do projektu należą też obserwacje potencjalnego dysku protoplanetarnego, jaki miałby istnieć wokół młodej gwiazdy RY Tauri. Znajduje się ona w odległości około 460 lat świetlnych od Ziemi i liczy sobie mniej więcej milion lat. Zaobserwowany ostatecznie dysk ma promień rzędu jednej jednostki astronomicznej, czyli wynosi on tyle, ile średnia odległość w układzie Ziemia - Słońce. Zdołano uchwycić jego obraz w bliskiej podczerwieni (1.65 mikronów). Inaczej niż w przypadku innych znanych nam dysków, emisja tego jest silnie przesunięta w stosunku do centrum samej gwiazdy. Nie jest tak jednak, gdy oglądamy ten sam obiekt na nieco dłuższych falach, gdy całe promieniowanie dysku wydaje się być powiązane z jego płaszczyzną. Prawdopodobnie rozproszone światło obserwowane w bliskiej podczerwieni, pochodzące z powierzchni dysku, daje taki obserwowany offset, a to z kolei daje naukowcom informacje o pionowej strukturze dysku.

Zespół przeprowadził złożone symulacje komputerowe zachowania się rozproszonego światła – dlatego samego dysku o różnych masach, kształtach, i rodzajach ziaren pyłu. Odkryto, że rozpraszane światło najprawdopodobniej nie wiąże się z powierzchnią dysku w sposób bezpośredni – tak jak w innych, podobnych przypadkach. Obserwowane promieniowanie można już raczej próbować wyjaśniać tym, że oddziałuje ono z „puszystą”, wyżej położoną warstwą, niemal przezroczystą w innych zakresach widma. Masa pyłu w takiej warstwie została oszacowana na połowę masy naszego Księżyca.

Czemu jednak warstwę tą mielibyśmy obserwować jedynie w przypadku tej konkretnej gwiazdy i dysku? Być może dlatego, że stanowi ona pozostałość po pyle, który opadał na gwiazdę i sam dysk podczas wcześniejszych okresów ich formowania się. W przeciwieństwie do RY Tau, w przypadku większości gwiazd, taka warstwa zanika na tych etapach procesu formacji, ale RY Tau może nadal ją posiadać, gdyż jest gwiazdą bardzo młodą. Może też ona działać jak specjalny podgrzewacz wnętrza dysku, ułatwiając powstawanie w nim nowych, młodych planet. To z kolei może silnie wpływać na ich skład, rozmiary, a nawet ilość.




Źródło: Elżbieta Kuligowska | Źródło: astronomy.com

Liczba odsłon: 1747