Jak nowonarodzone gwiazdy przygotowują się na narodziny planet

Międzynarodowy zespół astronomów wykorzystał dwa najpotężniejsze na świecie radioteleskopy do stworzenia obrazów ponad trzystu dysków protoplanetarnych wokół bardzo młodych gwiazd w Obłokach Molekularnych Oriona. Obrazy te ukazują miejsca narodzin nowych planet oraz najwcześniejsze etapy formowania się gwiazd.

Większości gwiazd we Wszechświecie towarzyszą planety, które powstają w pierścieniach pyłu i gazu, zwanych dyskami protoplanetarnymi. Takie dyski otaczają nawet bardzo młode gwiazdy. Astronomowie chcą wiedzieć, kiedy dokładnie te dyski zaczynają się kształtować i jak wyglądają. Ale młode gwiazdy są bardzo słabe a w gwiezdnych żłobkach otaczają je gęste obłoki gazu i pyłu. Tylko bardzo czułe radioteleskopy mogą wykryć małe dyski wokół niemowlęcych gwiazd pośród gęsto upakowanej materii w obłokach.

W ramach nowych badań astronomowie skierowali anteny VLA i ALMA na Obłok Molekularny Oriona, region, w którym rodzi się wiele gwiazd. Przegląd, nazwany VLA/ALMA Nascent Disk and Multiplicity (VANDAM), jest jak dotąd największym przeglądem młodych gwiazd i ich dysków protoplanetarnych.

Bardzo młode gwiazdy, zwane także protogwiazdami, tworzą się w obłokach gazu i pyłu w przestrzeni kosmicznej. Pierwszym krokiem do formowania się gwiazd jest zapadnięcie się tych gęstych dysków pod wpływem grawitacji. Gdy obłok się zapada, zaczyna wirować, tworząc spłaszczony dysk wokół protogwiazdy. Materia z dysku nadal zasila gwiazdę powodując jej wzrost. Oczekuje się, że ostatecznie materia pozostała w dysku utworzy planety.

Wiele aspektów dotyczących tych pierwszych etapów formowania się gwiazd i sposobu tworzenia się dysku wciąż pozostaje niejasnych. Ale ten nowy przegląd dostarcza brakujących wskazówek, gdyż VLA i ALMA zaglądały przez gęste obłoki i obserwowały setki protogwiazd i ich dyski na różnych etapach powstawania.

Badanie wykazało przeciętną masę i rozmiar dysków protoplanetarnych. Można je porównać ze starszymi dyskami protoplanetarnymi, które także były badane przy użyciu ALMA.

Zespół naukowców stwierdził, że bardzo młode dyski mogą być podobnej wielkości, ale średnio są bardziej masywne, niż dyski starsze. Gdy gwiazda rośnie, pochłania coraz więcej materii z dysku. Oznacza to, że młodsze dyski mają o wiele więcej czystej materii, z której mogłyby powstać planety. Prawdopodobnie większe planety zaczynają się formować już wokół bardzo młodych gwiazd.

Spośród setek zdjęć zebranych w przeglądzie, cztery zobrazowane protogwiazdy wyglądały inaczej niż pozostałe i przykuły uwagę naukowców. Wyglądały one bardzo nieregularnie. Astronomowie uważają, że znajdują się na jednym z najwcześniejszych etapów formowania się gwiazd, a niektóre z nich jeszcze nawet nie uformowały się do postaci protogwiazdy.

To wyjątkowe, że naukowcy znaleźli te cztery obiekty. Rzadko spotyka się więcej niż jeden taki nieregularny obiekt podczas jednej obserwacji. Astronomowie nie są do końca pewni, ile mają one lat, ale prawdopodobnie mniej niż 10 000.

Aby gwiazda została zidentyfikowana jako typowa (klasy 0) protogwiazda, musi ją otaczać nie tylko spłaszczony wirujący dysk protoplanetarny, ale także wypływ – wyrzucający materię w przeciwnym kierunku – który usuwa gęsty obłok otaczający gwiazdę i czyni ją optycznie widoczną. Astronomowie nadal nie wiedzą, kiedy te wypływy się pojawiają.

Jedna z gwiazd niemowlęcych w tym przeglądzie, nazwana HOPS 404, ma wypływ o prędkości zaledwie 2 km/s (typowy wypływ z protogwiazdy ma prędkość 10-100 km/s). „Jest to duże, puszyste słońce, które wciąż gromadzi dużo masy, aby wytracić moment pędu, by móc dalej rosnąć. Jest to jeden z najmniejszych wypływów, jaki widzieliśmy i potwierdza naszą teorię dotyczącą tego, jak wygląda pierwszy krok w tworzeniu się protogwiazdy” – mówi Nicole Karnath z University of Toledo, Ohio.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:
NRAO

Dodaj komentarz

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.