Gökbilimciler Stellar “Intruder”ı Redhanded – Kaotik Toz ve Gaz Akışlarını Yakaladı

Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizisini kullanan bilim adamları (ALMA) ve Karl G. Jansky Çok Büyük Dizisi (VLA), Z Canis Majoris (Z CMa) yıldız sisteminde olası bir yıldız geçişi olayının nadir bir tespitini yaptı. Sisteme bağlı olmayan bir davetsiz misafir nesne, ikili protostarı çevreleyen çevreye çok yakın geldi ve onunla etkileşime girdi ve onu çevreleyen diskte kaotik, uzatılmış toz ve gaz akışlarının oluşmasına neden oldu.

Bu tür davetsiz misafir temelli uçuş olaylarına daha önce yıldız oluşumunun bilgisayar simülasyonlarında bir miktar düzenli olarak tanık olunmuş olsa da, şimdiye kadar çok az ikna edici doğrudan gözlem yapılmıştır ve şimdiye kadar olaylar büyük ölçüde teorik kalmıştır.

Bilim adamları, Canis Majoris takımyıldızındaki bir yıldız olan Z Canis Majors’ta (Z CMa) gezegenlerin doğum yeri olan pro-gezegen diskini bozan bir davetsiz misafir nesnesini yakaladılar. Bu sanatçının izlenimi, bozguncunun yıldız sisteminden ayrıldığını ve onunla birlikte ön-gezegen diskinden uzun bir gaz akışı çektiğini gösteriyor. Subaru Teleskobu, Karl G. Jansky Çok Büyük Dizisi ve Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizisi’nden elde edilen gözlem verileri, davetsiz misafir nesnenin bu gazlı akışların yaratılmasından sorumlu olduğunu ve “ziyaretinin” henüz bilinmeyen başka etkileri olabileceğini gösteriyor. yıldız sistemindeki gezegenlerin büyümesi ve gelişimi. Kredi: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)

“Uçuş olaylarının gözlemsel kanıtlarını elde etmek zordur çünkü bu olaylar hızlı gerçekleşir ve onları eylemde yakalamak zordur. ALMA Band 6 ve VLA gözlemlerimizle yaptığımız şey, bir ağaca çarpan yıldırımı yakalamaya eşdeğerdir,” dedi Kanada’daki Victoria Üniversitesi’nden astronom ve yeni çalışmanın baş araştırmacısı Ruobing Dong. “Bu keşif, diskleri barındıran genç yıldızlar arasındaki yakın karşılaşmaların gerçek hayatta gerçekleştiğini ve bunların sadece bilgisayar simülasyonlarında görülen teorik durumlar olmadığını gösteriyor. Daha önceki gözlemsel çalışmalar uçuşları görmüştü, ancak Z CMa’daki olay hakkında elde edebildiğimiz kapsamlı kanıtları toplayamamıştı.”

Z CMa’dakiler gibi bozulmalar veya rahatsızlıklar tipik olarak davetsiz misafirlerden değil, uzayda birlikte büyüyen kardeş yıldızlardan kaynaklanır. Tayvan’daki Academia Sinica’daki Astronomi ve Astrofizik Enstitüsü’nde astronom ve makalenin ortak yazarlarından Hau-Yu Baobab Liu, “Çoğu zaman yıldızlar tek başlarına oluşmazlar. Birlikte doğan ikizler, hatta üçüzler veya dördüzler yerçekimi tarafından çekilebilir ve sonuç olarak birbirlerine çok yaklaşabilirler. Bu anlar sırasında, yıldızların ön-gezegen disklerindeki bazı materyaller, astronomlara geçmiş yıldız karşılaşmalarının tarihi hakkında ipuçları sağlayan genişletilmiş gaz akışları oluşturmak için sıyrılabilir.”

Bilim adamları ilk kez, gelişmekte olan bir yıldız sistemine “kıran ve giren” bir davetsiz misafir nesnesini yakaladılar. Subaru Teleskobu’ndan (sağ üstte) dağınık ışık gözlemlerini (H-bandı), VLA’dan (Ka-bandı, 2. görüntü sağ) ve ALMA’nın Band 6 alıcısından (3. görüntü sağ) ve 13CO hattından (sağ üstte) toz sürekliliği emisyon gözlemleriyle birleştirmek ( Sağ altta), bilim adamları, Canis Majoris takımyıldızındaki bir yıldız olan Z Canis Majoris’i çevreleyen pro-gezegen diskinden çok uzağa uzanan uzun gaz akışlarının gelişimi de dahil olmak üzere, bu davetsiz misafirin ne kadar bozulmaya neden olduğuna dair kapsamlı bir anlayış elde edebildiler. Bu bozulmaların, yıldız sistemindeki gezegenlerin doğuşu üzerinde ne gibi sonuçları olacağı henüz görülmedi. Kredi bilgileri: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF), NAOJ

Fransa’daki Université Grenoble Alpes’te astrofizikçi ve Marie Curie Üyesi ve makalenin ortak yazarlarından biri olan Nicolás Cuello, Z CMa durumunda, bilim adamlarının tanımlamasına ve tam olarak belirlemesine yardımcı olanın bu akışların morfolojisi veya yapısı olduğunu ekledi. davetsiz misafir. “Bir yıldız karşılaşması gerçekleştiğinde, disk morfolojisinde (spiraller, eğrilikler, gölgeler vb.) uçup giden parmak izleri olarak kabul edilebilecek değişikliklere neden olur. Bu durumda, Z CMa’nın diskine çok dikkatli bir şekilde bakarak, birkaç geçiş parmak izinin varlığını ortaya çıkardık.”

Bu parmak izleri, bilim insanlarının yalnızca davetsiz misafiri tanımlamasına yardımcı olmakla kalmadı, aynı zamanda bu etkileşimlerin Z CMa’nın geleceği ve sistemde doğmakta olan bebek gezegenler için ne anlama gelebileceğini düşünmelerine de yol açtı; bu süreç şimdiye kadar bilim adamları için bir gizem olarak kaldı. Cuello, “Bu yeni araştırmayla artık bildiğimiz şey, doğada uçuş olaylarının meydana geldiği ve bunların, bebek yıldızları çevreleyen gezegenlerin doğum beşiği olan gazlı dairesel yıldız diskleri üzerinde büyük etkileri olduğudur” dedi. “Uçuş olayları, Z CMa etrafındaki uzun flamaların yapımında gördüğümüz gibi, katılımcı yıldızların etrafındaki durum disklerini önemli ölçüde bozabilir.”

Yıldızlar büyüdükçe, genellikle kardeş yıldızlarıyla (uzayda yanlarında büyüyen yıldızlarla) etkileşime girerler, ancak nadiren dışarıdaki veya davetsiz misafirlerle etkileşime girdiği gözlemlenmiştir. Bilim adamları şimdi, bebek gezegenlerin gelişimi üzerinde önemli etkileri olabilecek, Canis Major takımyıldızındaki bir yıldız olan Z Canis Majoris çevresindeki protoplanetary diski rahatsız eden davetsiz bir nesnenin gözlemlerini yaptılar. Uzun gaz akışları da dahil olmak üzere bozulmalar, H-bandında Subaru Teleskobu, Ka-bandında Karl G. Jansky Çok Büyük Dizisi ve Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizisinin Band 6 alıcısı kullanılarak ayrıntılı olarak gözlemlendi. Kredi: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF), NAOJ

Liu, “Bu düzensizlikler yalnızca gaz akışlarına neden olmakla kalmaz, aynı zamanda Z CMa gibi ilgili yıldızların termal geçmişini de etkileyebilir. Bu, yığılma patlamaları gibi şiddetli olaylara yol açabilir ve ayrıca genel yıldız sisteminin gelişimini henüz gözlemlemediğimiz veya tanımlamadığımız şekillerde etkileyebilir.”

Dong, galaksideki genç yıldız sistemlerinin evrimini ve büyümesini incelemenin, bilim adamlarının kendi Güneş Sistemimizin kökenini daha iyi anlamalarına yardımcı olduğunu söyledi. “Bu tür olayları incelemek, kendi Güneş Sistemimizin erken gelişiminde neler olabileceği de dahil olmak üzere geçmişe bir pencere açıyor, kritik kanıtları çoktan ortadan kalktı. Yeni oluşan bir yıldız sisteminde gerçekleşen bu olayları izlemek, bize ‘Ah-ha! Bu bizim Güneş Sistemimize uzun zaman önce olmuş olabilir.’ Şu anda, VLA ve ALMA bize bu gizemi çözmek için ilk kanıtı verdi ve bu teknolojilerin gelecek nesilleri Evrende henüz sadece hayalini kurduğumuz pencereleri açacak.”

Son zamanlarda, Ulusal Radyo Astronomi Gözlemevi (NRAO), Merkezi Geliştirme Laboratuvarı’nın (CDL) ALMA’nın Band 6 alıcısına multi-milyon dolarlık bir yükseltme geliştirmesi için onay aldı ve Gözlemevi’nin yeni nesil VLA’sı (ngVLA) astronomik bilim adamlarından güçlü destek aldı. Astro2020 Decadal Anketinde topluluk. Her iki teleskop için de teknolojik gelişmeler, daha iyi gözlemlere ve Z CMa’nın yıldız davetsiz misafiri gibi görülmesi zor nesnelerin keşfinde potansiyel olarak önemli bir artışa yol açacaktır. Her iki proje de kısmen Ulusal Bilim Vakfı (NSF) tarafından finanse edilmektedir. NSF’de astrofizikçi ve ALMA Program Direktörü Dr. Joe Pesce, “Bu gözlemler, daha deneyimli bir enstrümanla uyum içinde çalışan daha yeni bir enstrümandan gelebilecek sinerjiyi ve ALMA Band 6 alıcısının ne kadar iyi bir beygir gücü olduğunu vurguluyor” dedi. “Yükseltilmiş ALMA Band 6 alıcının sağlayacağı daha da iyi sonuçları sabırsızlıkla bekliyorum.”

Referans: “İkili protostar Z CMa’nın olası bir geçişi çalışırken yakalandı” 13 Ocak, Doğa Astronomi.