A csillagászok először példátlan részletességgel figyelték meg azokat a folyamatokat, amelyek csillagok és bolygók kialakulását idézik elő a születő Naprendszerben. Joshua Eisner az Arizonai Egyetemen és kollégái a hawaii Mauna Kea-nál található Mauna Kea távcsövek segítségével, kifejezetten az ASTRA elnevezésű műszerrel felszerelve, kollégáival képesek voltak mélyen bepillantani a protoplanetáris lemezekbe - kavargó gázfelhők és por, amely táplálja a növekvő csillagot a közepén, és végül bolygókká és aszteroidákká alakul össze, hogy egy Naprendszert képezzen. Amit láttak, betekintést nyújtanak a protoplanetáris korongból származó hidrogéngáz beépítéséhez a csillagba.
Annak érdekében, hogy rendkívül finom felbontást kapjon a csillag és a környező lemez közötti határon, a Földtől 500 fényév távolságában zajló folyamatok megfigyeléséhez, a csapat egyesítette a két Keck-távcső fényét, amely szögfelbontást eredményez, mint a Hubbleé. . Eisner és csapata a spektrosztrometriának nevezett technikát is felhasználta a felbontás fokozására. A protoplanetáris korongokból származó fény eltérő hullámhosszon történő mérésével mindkét Keck-távcső tükrével, valamint az ASTRA-val történő további manipulálásával a kutatók elérte a szükséges felbontást, hogy megfigyelhető legyen a folyamatok a kialakuló napenergia rendszerek központjában.
"A szögfelbontás, amelyet a Hubble űrteleszkóppal lehet elérni, körülbelül százszor túl durva ahhoz, hogy megnézhessük, mi történik egy születő csillag mellett, amely nem sokkal nagyobb, mint a napunk." - mondta Eisner. Más szavakkal, még egy olyan protoplanetáris korong is, amely elég közel van ahhoz, hogy figyelembe lehessen venni a naprendszerünk szomszédságában, jellegzetes blobként jelenik meg.
Ezzel az új technikával a csapat képes volt megkülönböztetni a gáz eloszlásait, amelyek főleg hidrogénből állnak, és a port, ezáltal megoldva a lemez tulajdonságait.
"Nagyon, nagyon közel álltunk a csillaghoz, és jól megnézhetjük a gázban gazdag protoplanetáris lemez és a csillag közötti kapcsolódási pontot" - mondta Eisner.
A protoplanetáris korongok csillagoki óvodákban alakulnak ki, amikor a gravitáció hatására a gázmolekulák és a porrészecskék felhők összeomlanak.
A felhő növekvő tömege és gravitációja kezdetben lassan forog, így sűrűbbé és kompaktabbá válik. A forgó lendület megőrzése felgyorsítja a felhőt, miközben összehúzódik, ugyanúgy, mint egy műkorcsolyázó gyorsabban forog, miközben behúzza a karját. A centrifugális erő a felhőt örvénylő gáz és por forgó korongjává laposítja, végül a csillaguk körül keringő bolygókhoz, amelyek nagyjából ugyanabban a síkban vannak.
A csillagászok tudják, hogy a csillagok úgy kapják meg a tömeget, hogy a hidrogéngáz egy részét beépítik az őket körülvevő korongba, akkréciónak nevezett folyamatban, amely kétféle módon fordulhat elő.
Az egyik esetben a gázt lenyelik, amikor a csillag tüzes felületéhez mossa.
A második, sokkal hevesebb forgatókönyvben a csillagtól söpört mágneses mezők visszaszorítják a közeledő gázt, és összegyűjtik egymást, és hézagot képeznek a csillag és a környező lemez között. Ahelyett, hogy a csillag felületén csapkodna, a hidrogénatomok a mágneses mező vonalai mentén haladnak, mintha egy autópályán válnának felmelegedve és ionizálva ebben a folyamatban.
"Miután becsapódtak a csillag mágneses mezőjébe, a gázt a mező síkja felett és alatt magasan kinyúló mezővonalak mentén csatornázzák" - magyarázta Eisner. "Az anyag ezután nagy sebességgel összeomlik a csillag sarkvidékein."
Ebben az infernóban, amely másodpercenként milliónyi Hirosima méretű atombomba bocsátja ki az energiát, az archív gázáram egy része kiürül a lemezről, és csillagközi szélként távozik az űrbe.
"Meg akarjuk érteni, hogy az anyag miként válik fel a csillagra" - mondta Eisner. "Ezt a folyamatot még soha nem mértük közvetlenül."
Az Eisner csapata a távcsöveket 15 olyan protoplanetáris korongra mutatta, amelyek fiatal csillagai tömegük naptól fele és tízszeresére változott.
"Sikeresen megfigyelhetjük, hogy a gáz kinetikus energiájának egy részét a csillagokhoz nagyon közel fényre konvertálja" - mondta az erőszakosabb akkreditációs forgatókönyv visszajelző jele.
"Más esetekben bizonyítékokat láttunk a szélnek az űrbe rohanására, a csillagra halmozódó anyaggal együtt" - tette hozzá Eisner. "Még egy olyan példát is találtunk - egy nagyon nagy tömegű csillag körül -, amelyben a lemez egészen a csillagfelületig elérheti".
A csillagászok által a tanulmányhoz kiválasztott naprendszerek még mindig fiatalok, valószínűleg néhány millió évesek.
"Ezeknek a lemezeknek néhány millió évvel késõbb lesznek" - mondta Eisner. "Addigra az első bolygók, a Jupiterhez és a Szaturnuszhoz hasonló óriási óriások képezhetnek, amelyek nagy részét felhasználják a korong anyagának."
Szilárdabb, sziklás bolygók, például a Föld, a Vénusz vagy a Mars, csak sokkal később lesznek körül.
"De ezeknek az építőkövei már kialakulhatnak" - mondta. Ezért fontos ez a kutatás annak megértéséhez, hogy hogyan alakulnak a naprendszerek, ideértve azokat is, amelyek potenciálisan lakható bolygókkal rendelkeznek, mint a Föld.
"Meg fogjuk vizsgálni, hogy tudunk-e hasonló méréseket végezni a protoplanetáris lemezeken lévő szerves molekulákról és vízről" - mondta. "Ezek lennének azok, amelyek potenciálisan olyan bolygókhoz vezethetnek, amelyekben az élet kikötésének feltételei vannak."
A csapat tanulmányát közzétették az Astrophysical Journal-ban
Cikk: Eisner et al. Térbeli és spektrálisan megbontott hidrogéngáz 0,1 AU-n belül a T Tauri és a Herbig Ae / Be Stars között.
Forrás: Arizonai Egyetem
