eso1423is — Fréttatilkynning

ALMA finnur tvístirni með furðulegar efnisskífur

30. júlí 2014

Stjörnufræðingar sem notuðu Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) hafa fundið tvær sérkennilegar efnisskífur sem ekki eru í sama fleti í kringum tvístirnakerfið HK Tauri. Þessar nýju mælingar ALMA hafa skilað skýrustu myndunum sem náðst hafa af efnisskífum tvístirnis. Niðurstöðurnar gætu líka hjálpað til við að skýra hvers vegna margar fjarreikistjörnur enduðu á skrítnum, miðskökkum eða hallandi brautum — ólíkt reikistjörnunum í sólkerfinu okkar. Niðurstöðurnar verða birtar í tímaritinu Nature þann 31. júlí 2014.

Ólíkt sólinni okkar eru flestar stjörnur í pörum — tvær stjörnur eða fleiri á braut um hver aðra. Tvístirni eru mjög algeng en varpa upp ýmsum spurningum, til dæmis hvar og hvernig reikistjörnur myndast í svo flóknu umhverfi.

„ALMA hefur nú skilað okkur bestu myndinni hingað til af tvístirnakerfi með efnisskífum — og við komumst að því að skífurnar halla miðað við hvor aðra!“ sagði Eric Jensen, stjörnufræðingur við Swarthmore College í Pennsylvaniu í Bandaríkjunum.

Stjörnurnar í HK Tauri kerfinu, sem er í um 450 ljósára fjarlægð frá Jörðinni í stjörnumerkinu Nautinu, eru innan við fimm milljón ára gamlar og aðeins 58 milljarðar km skilja á milli þeirra — þrettánföld fjarlægðin milli sólar og Neptúnusar.

Daufari stjarnan, HK Tauri B, er umvafin efnisskífu sem hylur að hluta ljósið frá stjörnunni. Fyrir vikið dregur mjög úr glýju stjörnunnar svo stjörnufræðingar geta leikandi náð góðri mynd af skífunni í sýnilegu eða nær-innrauðu ljósi.

Hin stjarnan, HK Tauri A, hefur líka efnisskífu, en í hennar tilviki skyggir hún ekki á stjörnuna. Fyrir vikið er ekki hægt að sjá skífuna í sýnilegu ljósi því daufur bjarmi hennar hverfur í birtu stjörnunnar. Skífan skín þó skært í ljósi með millímetrabylgjulengdir, því ljósi sem ALMA getur numið.

Með hjálp ALMA tókst stjörnufræðingunum ekki aðeins að sjá skífuna í kringnum HK Tauri A, heldur gátu þeir einnig mælt snúning hennar í fyrsta sinn. Myndin var skýr og skörp og gerði stjörnufræðingunum kleift að sjá að skífurnar tvær halla miðað við hvor aðra um að minnsta kosti 60 gráður. Í stað þess að liggja í sama snúningsfleiti og stjörnurnar, hlýtur að minnsta kosti önnur skífan halla töluvert miðað við hina.

„Þessi augljósi halli hefur gefið okkur einstaka sýn á ungt tvístirnakerfi,“ sagði Rachel Akeson við NASA Exoplanet Science Institute við California Institute of Technology í Bandaríkjunum. „Þótt eldri mælingar hafi bent til þess að hallandi kerfi eins og þessi væru til, sýna mælingar ALMA á HK Tauri miklu betur hvað gengur í raun á í öðru kerfinu.“

Stjörnur og reikistjörnur verða til úr gríðarmiklum gas- og rykskýjum. Þegar efnið í skýjunum fellur saman vegna þyngdarkraftsins, byrjar skýið að snúast uns stærstur hluti ryksins og gassins hefur myndað flata efnisskífu sem snýst í kringum vaxandi frumstjörnu í miðjunni.

Í tvístirnakerfi á borð við HK Tauri er ástandið þó mun flóknara. Þegar stjörnurnar og efnisskífurnar eru ekki nokkurn veginn í sama fleti geta reikistjörnur sem hugsanlega myndast endað á mjög ílöngum og hallandi brautum [1].

„Niðurstöður okkar sýna að þær aðstæður sem þarf til að breyta brautum reikistjarna eru til og að þessar aðstæður eru uppi þegar reikistjörnur eru í mótun, vegna myndunarferlis tvístirna, að því er virðist,“ sagði Jensen. „Við getum ekki útilokað aðrar tilgátur en við getum sannarlega sýnt fram á að önnur stjarna dugir til.“

Þar sem ALMA getur komið auga á annars ósýnilegt ryk og gas í efnisskífum, hefur sjónaukinn gert mönnum kleift að sjá þetta unga tvístirnakerfi betur en nokkru sinni fyrr. „ Þar sem við sjáum kerfið á fyrstu myndunarstigum sínum og efnisskífurnar enn á sínum stað, sjáum við betur hvernig hlutirnir snúa,“ sagði Akeson.

Til lengri tíma litið vilja vísindamennirnir finna út hvort þessi tegund kerfa sé dæmigerð eða ekki. Þau taka fram að þetta er einstakt tilvik en frekari mælingar þarf til að skera úr um hvort þessi tilhögun sé algeng meðal stjarna í Vetrarbrautinni okkar.

„Þótt skilningur á þessu ferli sé stórt skref fram á við, getur það ekki útskýrt allar þær sérkennilegu brautir sem fjarreikistjörnur eru á — það eru einfaldlega ekki nógu margar fylgistjörnur til að það sé svarið. Þetta er því áhugaverð ráðgáta sem enn á eftir að leysa!“ sagði Jensen að lokum.

Skýringar

[1] Ef stjörnurnar tvær og skífur þeirra liggja ekki í sama fleti, mun þyngdarkraftur annarrar stjörnunnar valda truflunum á skífu hinnar, svo skífan vaggar eða hliðrast. Reikistjarna sem myndast í annarri þessara skífa verður líka fyrir truflunum frá hinni stjörnunni sem aflaga brautir þeirra.

Frekari upplýsingar

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), alþjóðleg stjörnustöð, er samstarfsverkefni Evrópu, Norður Ameríku og Austur Asíu í samvinnu við Chile. Í Evrópu er verkefnið fjármagnað af ESO, í Norður Ameríku af National Science Foundation (NSF) í samstarfi við National Research Council of Canada (NRC) og National Science Council of Taiwan (NSC) og í Austur Asíu af National Insitutes of Natural Sciences (NINS) í Japan í samstarfi við Academia Sinica (AS) í Taívan. ESO sér um smíði og rekstur ALMA fyrir hönd Evrópu en National Radio Astronomy Observatory (NRAO), sem lýtur stjórn Associated Universities, Inc. (AUI), fyrir hönd Norður Ameríku og National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) fyrir hönd austur Asíu. Samþætt stjórnun á smíði, prófun og rekstri ALMA er í umsjá Joint ALMA Observatory (JAO).

Sagt er frá þessari rannsókn í greininni „Misaligned Protoplanetary Disks in a Young Binary Star System“ eftir Eric Jensen og Rachel Akeson, sem birtist í tímaritinu Nature hinn 31. júlí 2014.

Rannsóknarteymið samanstendur af Eric L. N. Jensen (Dept. of Physics & Astronomy, Swarthmore College í Bandaríkjunum) og Rachel Akeson (NASA Exoplanet Science Institute, IPAC/Caltech, Pasadena í Bandaríkjunum).

ESO er fremsta fjölþjóðlega stjörnustöð Evrópu og lang öflugasta stjörnustöð heims. Hún nýtur stuðnings 15 landa: Austurríkis, Belgíu, Brasilíu, Tékklands, Danmörku, Finnlands, Frakklands, Þýskalands, Ítalíu, Hollands, Portúgals, Spánar, Svíþjóðar, Sviss og Bretlands. ESO heldur úti metnaðarfullum verkefnum sem miða að hönnun, smíði og starfsemi öflugra stjörnustöðva á jörðinni sem gera stjörnufræðingum kleift að gera mikilvægar uppgötvanir. ESO leikur líka lykilhlutverk í að efla og skipuleggja samstarf í stjarnvísindarannsóknum. ESO starfrækir þrjár stjörnuathugunarstöðvar í heimsflokki: La Silla, Paranal og Chajnantor. Á Paranalfjalli starfrækir ESO Very Large Telescope, fullkomnustu stjörnusjónauka heims sem notaðir eru til athugana á sýnilegu ljósi og tvo kortlagningarsjónauka. VISTA er stærsti kortlagningarsjónauki veraldar fyrir innrautt ljós og VLT Survey Telescope er stærsti sjónauki heims sem eingöngu er ætlað að kortleggja himinn í sýnilegu ljósi. ESO er þátttakandi í ALMA, byltingarkenndum útvarpssjónauka og stærsta stjarnvísindaverkefni heims. ESO hyggur einnig á smíði 39 metra risasjónauka, European Extremely Large Telescope eða E-ELT sem verður „stærsta auga jarðar“.

Tenglar

Tengiliðir

Sævar Helgi Bragason
Háskóli Íslands
Reykjavík, Ísland
Farsími: 8961984
Tölvupóstur: eson-iceland@eso.org

Eric L. N. Jensen
Lead Scientist, Swarthmore College
Philadelphia, USA
Sími: +1 610-328-8249
Tölvupóstur: ejensen1@swarthmore.edu

Rachel Akeson
NASA Exoplanet Science Institute, IPAC/Caltech
Pasadena, USA
Sími: +1 626-395-1812
Tölvupóstur: rla@ipac.caltech.edu

Charles E. Blue
Public Information Officer, National Radio Astronomy Observatory
Charlottesville, USA
Sími: + 1 434 296 0314
Farsími: +1 202 236 6324
Tölvupóstur: cblue@nrao.edu

Richard Hook
Public Information Officer, ESO
Garching bei München, Germany
Sími: +49 89 3200 6655
Farsími: +49 151 1537 3591
Tölvupóstur: rhook@eso.org

Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso1423.
Bookmark and Share

Um fréttatilkynninguna

Fréttatilkynning nr.:eso1423is
Nafn:HK Tauri
Tegund:• Milky Way : Star : Grouping : Binary
• Milky Way : Star : Circumstellar Material
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2014Natur.511..567J

Myndir

Artist’s impression of the discs around the young stars HK Tauri A and B
Artist’s impression of the discs around the young stars HK Tauri A and B
texti aðeins á ensku
The young double star HK Tauri in the constellation of Taurus
The young double star HK Tauri in the constellation of Taurus
texti aðeins á ensku
Wide-field view of part of the Taurus star formation region
Wide-field view of part of the Taurus star formation region
texti aðeins á ensku
Composite views of HK Tauri from Hubble and ALMA
Composite views of HK Tauri from Hubble and ALMA
texti aðeins á ensku
The motions of material in the discs around the young double star HK Tauri
The motions of material in the discs around the young double star HK Tauri
texti aðeins á ensku

Myndskeið

Zooming in on the young double star HK Tauri
Zooming in on the young double star HK Tauri
texti aðeins á ensku

Sjá einnig