Астрономи су први пут приметили невиђене детаље процеса који стварају звезде и планете у соларним системима који се појављују. Користећи оба Кецк телескопа на Мауна Кеа на Хавајима опремљени посебно дизајнираним инструментом названим АСТРА (АСТрометријска и астрономија са референцом на фазу), Јосхуа Еиснер са Универзитета у Аризони и његови колеге могли су дубоко завирити у протопланетарне дискове - вртлог облака гаса и прашина која храни растућу звезду у њеном центру и на крају се стапају у планете и астероиде и формирају сунчев систем. Оно што су видели је увид у начин на који је водоник из протопланетарног диска уграђен у звезду.
Да би добили изузетно фину резолуцију неопходну за посматрање процеса који се дешавају на граници између звезде и њеног околног диска 500 светлосних година од Земље, тим је комбиновао светлост са два Кецк телескопа, који обезбеђује угаону резолуцију финију од Хуббле-ове . Еиснер и његов тим такође су користили технику звану спектро-астрометрија да би још више појачали резолуцију. Мерећи светлост која произлази из протопланетарних дискова различите таласне дужине са Кецк-овим огледалом и даље манипулишући АСТРА-ом, истраживачи су постигли неопходну резолуцију да би посматрали процесе у центрима урођеног соларног система.
„Угаона резолуција коју можете постићи са Хуббле свемирским телескопом је око 100 пута превише груба да бисте могли видети шта се дешава ван матичне звезде која није много већа од нашег сунца“, рекао је Еиснер. Другим речима, чак и протопланетарни диск довољно близу да би се могао разматрати у околини нашег Сунчевог система изгледао би као безобзирна мрља.
Помоћу ове нове технике, тим је успео да разликује расподелу гаса, који се углавном састоји од водоника и прашине, и на тај начин је решио карактеристике диска.
„Успели смо да се заиста, заиста приближимо звезди и добро погледамо интерфејс између протопланетарног диска богатог гасом и звезде“, рекао је Еиснер.
Протопланетарни дискови формирају се у звјезданим расадницима када се облаци молекула гаса и честица прашине почну распадати под утицајем гравитације.
У почетку се полако окреће, растућа маса и тежина облака узрокују да постану гушћи и компактнији. Очување ротационог момента убрзава облак како се смањује, слично као што се фигурица клизала брже док се повлачи у наручје. Центрифугална сила изравнава облак у вртоглави диск вртложног гаса и прашине, на крају стварајући планете који орбитирају око њихове звезде у приближно истој равнини.
Астрономи знају да звезде добијају масу уграђујући неки део водоничног гаса у диск који их окружује, у процесу званом акумулација, који се може догодити на два начина.
У једном сценарију, гас се гута док се испире десно до ватрене површине звезде.
У другом, много насилнијем сценарију, магнетна поља која се помичу са звезде потискују натраг гас који долази и накупљају га, стварајући јаз између звезде и њеног околног диска. Уместо да прелазе на површину звезде, атоми водоника путују дуж линија магнетног поља као на аутопуту, постајући супер загрејани и јонизовани у овом процесу.
"Једном заробљен у магнетном пољу звезде, гас се усмерава дуж линија поља које се луче високо изнад и испод равнине диска", објаснио је Еиснер. „Материјал се затим великом брзином руши у поларне области звезде.“
У овом пакленом покрету, који сваке секунде ослобађа енергију милиона атомске бомбе величине Хирошиме, део дисковног протока гаса избацује се са диска и извлачи далеко у свемир као међузвездан ветар.
"Желимо да разумемо како се материјал накупља у звезду", рекао је Еиснер. „Овај процес се никада није директно мерио.“
Еиснеров тим усмјерио је телескопе на 15 протопланетарних дискова са младим звијездама које су различите у маси између половине и 10 пута веће од нашег сунца.
"Могли бисмо успешно разабрати да гас у већини случајева претвара део своје кинетичке енергије у светлост врло близу звездама", рекао је, знак који говори о сценарију насилнијег акцесије.
"У другим случајевима видели смо доказе ветрова који су лансирани у свемир, заједно са материјалом који се накупља на звезди", додао је Еиснер. „Нашли смо чак и пример - око звезде веома велике масе - у којем диск може да досегне све до звездане површине.“
Соларни системи које су астрономи изабрали за ово истраживање још су млади, вероватно стари неколико милиона година.
"Ови дискови ће бити око неколико милиона година више", рекао је Еиснер. „До тог тренутка могу се формирати прве планете, гасни дивови слични Јупитеру и Сатурну, користећи много дисковног материјала.“
Чвршће, камените планете попут Земље, Венере или Марса, неће бити око много касније.
"Али блокови за оне који би се сада могли формирати", рекао је, због чега је ово истраживање важно за наше разумевање начина на који се формирају соларни системи, укључујући оне са потенцијално погодним за живот планете попут Земље.
"Видећемо да ли можемо да направимо слична мерења органских молекула и воде у протопланетарним дисковима", рекао је. "То би били они који потенцијално рађају планете са условима да живе у животу."
Рад тима је објављен у Астрофизичком часопису
Рад: Еиснер ет ал. Просторно и спектрално растворен водоник у року од 0,1 АУ од Т Таури и Хербиг Ае / Бе Старс.
Извор: Универзитет Аризона
