eso1549is — Fréttatilkynning

ALMA skoðar byggingarsvæði reikistjarna

Ný sönnunargögn fyrir ungum reikistjörnum í gas- og rykskífum ungra stjarna

16. desember 2015

Stjörnufræðingar sem notuðu Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) hafa fundið bestu merkin um að reikistjörnur, nokkrum sinnum efnismeiri en Júpíter, hafi myndast í gas- og rykskífum fjögurra ungra stjarna. Mælingar á gasi í kringum stjörnurnar veita ennfremur vísbendingar um eiginleika reikistjarnanna.

Reikistjörnur er að finna við næstum allar stjörnur en stjörnufræðingar skilja enn ekki til fulls hvernig og við hvaða aðstæður þær myndast. Til að svara því rannsaka stjörnufræðingar gas- og rykskífur umhverfis ungar stjörnur en reikistjörnur verða til úr þeim. Skífurnar eru jafnan litlar og óralangt í burtu frá Jörðinni svo beita þurfti ALMA til að kafa djúpt inn í þær.

Í sérstakri gerð gas- og rykskífa, sem kallaðar eru breytingarskífur, er óvenjulegur skortur á ryki í miðjunni, rykeyða, í næsta nágrenni við stjörnuna. Tvær skýringar hafa verið settar fram um þessar dularfullu eyður: Í fyrsta lagi gætu öflugir stjörnuvindar og orkurík geislun frá stjörnunni blásið efninu burt og eytt því [1]. Í öðru lagi gætu ungar, massamiklar reikistjörnur, sem eru að myndast á svæðinu, hreinsað efnið þegar þær ganga um stjörnuna [2].

Greinigæði ALMA hafa nú gert hópi stjörnufræðinga undir forystu Nienke van der Marel við Leiden stjörnustöðina í Hollandi, kleift að kortleggja dreifingu gass og ryks í fjórum breytingarskífum, betur en nokkru sinni fyrr [3]. Þetta hefur aftur gert þeim kleift, í fyrsta sinn, að velja á milli möguleikanna tveggja um ástæðu eyðanna.

Nýju myndirnar frá ALMA sýna að í rykeyðunni er mikið magn af gasi [4]. Það kom stjörnufræðingunum þó meira á óvart að í gasinu eru líka eyður, mun minni, eða þrisvar sinnum minni en rykeyðurnar.

Aðeins er hægt að útskýra þessar eyður með því að nýmyndaðar massamiklar reikistjörnur hafi hreinsað gasið þegar þær snúast í kringum stjörnuna og fært rykagnirnar um leið utar [5].

„Eldri mælingar bentu til þess að gas væri í rykeyðunum,“ segir Nienke van der Marel. „En þar sem ALMA gat tekið mynd af efninu í allri skífunni með meiri nákvæmni en nokkur annar sjónauki, gátum við útilokað aðrar sviðsmyndir. Stóru eyðurnar benda sterklega til þess að þar séu að finna reikistjörnur sem eru nokkrum sinnum massameiri en Júpíter og mynda eyðurnar þegar þær ferðast í gegnum skífuna.“

Greinigæði ALMA voru aðeins einn tíundi af því sem þau geta verið, þar sem þær fóru fram þegar helmingur sjónaukaraðarinnar var enn í smíðum á Chanjantor hásléttunni í norðurhluta Chile.

Gera þarf frekari rannsóknir til að sýna fram á að fleiri breytingarskífur bendi til þess að þessi reikistjörnusviðsmynd sé rétt, þótt mælingar ALMA hafi, í millitíðinni, gefið stjörnufræðingum nýja og mikilvæga innsýn í flókin ferli reikistjörnumyndunar.

„Stórar gas- og rykeyður sjást í öllum breytingarskífum sem rannsakaðar hafa verið til þessa. Með ALMA höfum við nú fundið út hvar og hvenær risareikistjörnur fæðast í skífunum og getum borið niðurstöðurnar saman við líkön af myndun reikistjarna,“ segir Ewine van Dischoeck, einnig við Leiden háskóla og Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics í Garching [6]. „Bein greining á reikistjörnum er innan seilingar með mælitækjum nútímans og næstu kynslóð sjónauka sem eru í smíðum, eins og European Extremely Large Telescope, sem munu getað kafað enn dýpa. ALMA er að segja okkur hvert við eigum að horfa.“

Skýringar

[1] Þetta ferli, sem hreinsar gas og ryk innan frá, kallast ljósgufun.

[2] Erfitt er að finna þessar reikistjörnur með beinum hætti (eso1310) og hefur eldri rannsóknum á millimetrabylgjulengdum (eso1325) ekki enn tekist að ná skýrum myndum af svæðum þar sem myndun reikistjarnanna fer fram og hægt væri að prófa mismunandi skýringar. Í öðrum rannsóknum (eso0827) hefur ekki reynst unnt að mæla stóran hluta gasins skífunum.

[3] Viðfangsefnin fjögur í rannsókninni voru SR 21, HD 135344B (einnig þekkt sem SAO 206462), DoAr 44 og Oph IRS 48.

[4] Gasið í breytingarskífum er fyrst og fremst vetni og er rakið í gegnum mælingar á kolmónoxíð (CO) sameindinni.

{5] Þetta ferli, þegar ryk festist, er útskýrt í eldri fréttatilkynningu (eso1325).

[6] Önnur dæmi um breytingarskífur eru HD 142527 (eso1301 og hér) og J1604-2130.

Frekari upplýsingar

Skýrt var frá rannsókninni í greininni „Resolved gas cavities in transitional disks inferred from CO isotopologs with ALMA“ eftir N. van der Marel, o.fl., sem birtist í tímaritinu Astronomy & Astrophysics í desember 2015.

Í rannsóknarteyminu eru N. van der Marel (Leiden University, Leiden, Hollandi; Institute for Astronomy, University of Hawaii, Honolulu, Bandaríkjunum), E. F. van Dishoeck (Leiden University, Leiden, Hollandi; Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Garching, Þýskalandi), S. Bruderer (Max-Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Garching, Þýskalandi), S. M. Andrews (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Massachusetts, Bandaríkjunum), K. M. Pontoppidan (Space Telescope Science Institute, Baltimore, Maryland, Bandaríkjunum), G. J. Herczeg (Peking University, Beijing, Kína), T. van Kempen (Leiden University, Leiden, Hollandi) og A. Miotello (Leiden University, Leiden, Hollandi).

ESO er fremsta fjölþjóðlega stjörnustöð Evrópu og lang öflugasta stjörnustöð heims. Hún nýtur stuðnings 16 landa: Austurríkis, Belgíu, Brasilíu, Tékklands, Danmörku, Finnlands, Frakklands, Þýskalands, Ítalíu, Hollands, Póllands, Portúgals, Spánar, Svíþjóðar, Sviss og Bretlands, auk gestaþjóðarinnar Chile. 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 stór þátttakandi í ALMA, stærsta stjarnvísindaverkefni heims. Á Cerro Armazones, skammt frá Paranal, er ESO að smíða 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

Nienke van der Marel
Institute for Astronomy, University of Hawaii
Honolulu, USA
Tölvupóstur: nmarel@ifa.hawaii.edu

Ewine van Dishoeck
Leiden Observatory
Leiden, The Netherlands
Sími: +31 71 527 5814
Tölvupóstur: ewine@strw.leidenuniv.nl

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

Connect with ESO on social media

Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso1549.

Um fréttatilkynninguna

Fréttatilkynning nr.:eso1549is
Nafn:Stars
Tegund:Milky Way : Star : Circumstellar Material : Disk
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2016A&A...585A..58V

Myndir

Artist’s impression of a transitional disc around a young star
Artist’s impression of a transitional disc around a young star
texti aðeins á ensku
Schematic view of a transitional disc around a young star
Schematic view of a transitional disc around a young star
texti aðeins á ensku
ALMA imaging of the transitional disc HD 135344B
ALMA imaging of the transitional disc HD 135344B
texti aðeins á ensku
ALMA imaging of the transitional disc DoAr 44
ALMA imaging of the transitional disc DoAr 44
texti aðeins á ensku

Myndskeið

Artist’s impression of a transitional disc around a young star
Artist’s impression of a transitional disc around a young star
texti aðeins á ensku
Artist’s impression of a transitional disc around a young star
Artist’s impression of a transitional disc around a young star
texti aðeins á ensku

Sjá einnig