eso1626is — Fréttatilkynning

Birtuaukning stjörnu leiðir vatnssnælínu í ljós

13. júlí 2016

Í fyrsta sinn hafa stjörnufræðingar komið auga á vatnssnælínu í frumsólkerfisskífu í kringum unga stjörnu með hjálp Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Snælínan markar það svæði í skífunni þar sem hitastigið lækkar nóg til þess að snjór geti myndast. Mikil aukning á birtu stjörnunnar V883 Orionis hækkaði skyndilega hitastigið í innri hluta skífunnar sem ferði snælínuna lengra í burtu og gerði mönnum kleift að mæla hana. Niðurstöðurnar eru birtar í tímaritinu Nature hinn 14. júlí 2016.

Í kringum ungar stjörnur eru oft þéttar gas- og rykskífur sem kallast frumsólkerfisskífur en í þeim verða til reikistjörnur. Hiti frá dæmigerðri ungstjörnu sem svipar til sólarinnar okkar veldur því að vatn er á gasformi í skífunni í allt að 3 stjarnfræðieininga fjarlægð frá stjörnunni [1] — innan við þrefaldri meðalfarjglæð Jarðar frá sólu — eða sem nemur um 450 milljónum kílómetra [2]. Fjær er hitinn lægri og þrýstingurinn svo lágur að vatnssameindirnar fara úr gasformi og mynda hrím sem leggst á rykagnir og aðrar agnir. Svæðið í frumsólkerfisskífu þar sem þetta gerist í tilviki vatns kallast vatnssnælína [3].

Stjarnan V883 Orionis er óvenjuleg. Við mikla birtuaukningu á stjörnunni færðist vatnssnælína út í um 40 stjarnfræðieininga fjarlægð (um 5 milljarða kílómetra eða sem nemur stærð brautar dvergreikistjörnunnar Plútós í sólkerfinu okkar). Þessi mikla birtuaukning varð til þess að hópur undir forystu Lucas Cieza (Millennium ALMA Disk Nucleus og Universidad Diego Portales, Santiago, Chile) náði að mæla vatnssnælínu í frumsólkerfisskífu í fyrsta sinn með hjálp ALMA [4].

Birtuaukninguna má rekja til þess að mikið magn efnis féll skyndilega úr sskífunni á V883 Orionis. V883 Orionis er aðeins 30% massameiri en sólin en þökk sé brituaukninguinni er hún nú 400 sinnum bjatrari og mun heitari [5].

„Mælingar ALMA komu á óvart. Þær voru hugsaðar til þess að finna geilar í skífunni þar sem reikistjörnur eru í mótun. Við sáum ekkert slíkt en fundum þess í stað það sem lítur út eins og hringur í 40 stjarnfræðieininga fjarlægð frá stjörnunni. Þetta sýnir greinigetu ALMA vel og skilaði þessum spennandi niðurstöðum, jafnvel þótt þetta hafi ekki verið það sem við vorum á höttunum eftir,“ sagði Lucas Cieza, aðlhöfundur greinarinnar.

Það að snjór sé mikilvægur fyrir myndun reikistjarna kanna að koma spánskt fyrir sjónir. Vatnsís stýrir hins vegar hversu vel rykkornin storkna sem er fyrsta skrefið í myndun reikistjörnu. Innan snælínunnar, þar sem vatn gufar upp, er talið að minni berghnettir eins og Jörðin myndist. Handan snælínunnar gerir vatnsís geimsnjóbltum að myndast hratt sem að lokum verða að efnismestu gasrisunum eins og Júpíter.

Þessi uppgötvun að birtuaukning geti fært snælínuna margfalt út á við er því mjög mikilvæg fyrir þróun góðra líkana af þróun reikistjarna. Talið er að birtuaukning af þessu tagi sé algengt skref í þróun flestra sólkerfa svo hér gæti verið um að ræða fyrstu mæliguna á algengu fyrirbæri. Ef svo er gætu mælingar ALMA leitt til betri skilnings á myndun og þróun reikistjarna í alheiminum.

Skýringar

[1] 1 stjarnfræðieining er meðalfjarlægðin milli Jarðar og sólar eða tæplega 150 milljón kílómetrar. Þessi eining er venjulega notuð til að lýsa fjarlægðum innan okkar eigin sólkerfis og annarra.

[2] Þegar sólkerfið okkar varð til var snælínan milli brauta Mars og Júpíters. Þess vegna urðu berghnettirnir Merkúríus, Venus, Jörðin og Mars innan línunnar en gasrisarnir Júpíter, Satúrnus, Úranus og Neptúnus utan hennar.

[3] Snælínur annarra sameinda, eins og kolmónoxíðs og metans, hafa áður verið mældar með ALMA í meira en 30 stjarnfræðieininga fjarlægð frá frumstjörnu í öðrum sólkerfum. Vatn frýs við tiltölulega hátt hitastig sem þýðir að vatnssnælínan er venjulega alltof nálægt frumstjörnunni til að hægt sé að greina hana.

[4] Upplausnin er getan til að skilja sundur fyrirbæri. Mannsaugað gæti greint nokkur björt ljós í mikilli fjarlægð sem einn punkt en við nánari athugun sæist að um nokkur ljós væri að ræða. Sama á við um sjónauka og hafa þessar nýju mælingar nýtt til hins ítrasta einstaka greinigetu ALMA í langri grunnlínu. Upplausn ALMA í fjarlægð V883 Orionis er um 12 stjarnfræðieiningar sem er nóg til að greina vatnssnælínuna í 40 stjarnfræðieininga fjarlægð í kerfinu en ekki í kringum dæmigerða unga stjörnu.

[5] Stjörnur eins og V883 Orionis teljast til FU Orionis stjarna, eftir fyrstu stjörnunni sem menn sáu hegða sér á sama hátt. Birtuaukningin gæti enst í margar aldir.

Frekari upplýsingar

Í rannsóknarteyminu eru Lucas A. Cieza (Millennium ALMA Disk Nucleus; Universidad Diego Portales, Santiago, Chile), Simon Casassus (Universidad de Chile, Santiago, Chile), John Tobin (Leiden Observatory, Leiden University, Hollandi), Steven Bos (Leiden Observatory, Leiden University, Hollandi), Jonathan P. Williams (University of Hawaii at Manoa, Honolulu, Hawaii, Bandaríkjunum), Sebastian Perez (Universidad de Chile, Santiago, Chile), Zhaohuan Zhu (Princeton University, Princeton, New Jersey, Bandaríkjunum), Claudio Cáceres (Universidad Valparaiso, Valparaiso, Chile), Hector Canovas (Universidad Valparaiso, Valparaiso, Chile), Michael M. Dunham (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, Bandaríkjunum), Antonio Hales (Joint ALMA Observatory, Santiago, Chile), Jose L. Prieto (Universidad Diego Portales, Santiago, Chile), David A. Principe (Universidad Diego Portales, Santiago, Chile), Matthias R. Schreiber (Universidad Valparaiso, Valparaiso, Chile), Dary Ruiz-Rodriguez (Australian National University, Mount Stromlo Observatory, Canberra, Ástralíu) og Alice Zurlo (Universidad Diego Portales & Universidad de Chile, Santiago, Chile).

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), alþjóðleg stjörnustöð, er samstarfsverkefni ESO, National Science Foundation (NSF) í Bandaríkjunum og National Institutes of Natural Sciences (NINS) í Japan, í samvinnu við Chile. ALMA er fjármögnuð af ESO fyrir hönd aðildarríkja þess, af NSF í samstarfi við National Research Council of Canada (NRC) og National Science Council of Taiwan (NSC) og NINS í samvinnu við Academia Sinica (AS) í Taívan og Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI).

ESO sér um smíði og rekstur ALMA fyrir hönd aðildarríkjanna 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).

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
Stjörnufræðivefurinn
Ísland
Farsími: 8951984
Tölvupóstur: eson-iceland@eso.org

Lucas Cieza
Universidad Diego Portales
Santiago, Chile
Sími: +56 22 676 8154
Farsími: +56 95 000 6541
Tölvupóstur: lucas.cieza@mail.udp.cl

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 eso1626.

Um fréttatilkynninguna

Fréttatilkynning nr.:eso1626is
Nafn:V883 Orionis
Tegund:Milky Way : Star : Circumstellar Material : Disk : Protoplanetary
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2016Natur.535..258C

Myndir

Artist’s impression of the water snowline around the young star V883 Orionis
Artist’s impression of the water snowline around the young star V883 Orionis
texti aðeins á ensku
ALMA image of the protoplanetary disc around V883 Orionis
ALMA image of the protoplanetary disc around V883 Orionis
texti aðeins á ensku
The star V883 Orionis in the constellation of Orion
The star V883 Orionis in the constellation of Orion
texti aðeins á ensku
Shifting water snowline in V883 Orionis
Shifting water snowline in V883 Orionis
texti aðeins á ensku
ALMA image of the protoplanetary disc around V883 Orionis (annotated)
ALMA image of the protoplanetary disc around V883 Orionis (annotated)
texti aðeins á ensku

Myndskeið

ALMA image of the protoplanetary disc around V883 Orionis
ALMA image of the protoplanetary disc around V883 Orionis
texti aðeins á ensku
Zooming on the protoplanetary disc around V883 Orionis
Zooming on the protoplanetary disc around V883 Orionis
texti aðeins á ensku
The protoplanetary disc around V883 Orionis (artist's impression)
The protoplanetary disc around V883 Orionis (artist's impression)
texti aðeins á ensku
New observations with ALMA reveal water snow line around young star
New observations with ALMA reveal water snow line around young star
texti aðeins á ensku

Sjá einnig