Genç yıldızları ve onların ön-gezegen disklerini saptamak

Gecenin ortasında yoğun, puslu bir sisin içinde yürüdüğünüzü, uzaktaki arabalardan ve kasabalardan gelen ışık parçalarını gördüğünüzü hayal edin. Işıkların sisin içinde mi yoksa ötesinde mi olduğunu söylemek neredeyse imkansız. Genç yıldızları bulmaya çalışan gökbilimciler de benzer bir sorunla karşı karşıyalar: Avladıkları yıldızlardan gelen ışık, uzayda moleküler bulutlar adı verilen büyük, puslu gaz ve toz bölgelerinde parlıyor.

Ancak bu bulutların kalpleri genellikle genç yıldızlar ve gezegenler için üreme alanlarıdır, gök cisimlerinin nasıl oluştuğunu anlamaya çalışmak için mükemmel yerlerdir – astronomların karanlıkta neler olup bittiğini görebileceğini varsayarsak.

Şimdi, BU’nun astronomi bölümündeki bir grup bilim insanı, sisi kesmenin ucuz bir yolunu buldu. Toz bulutunun bulanıklığını ölçen ve genç yıldızların etrafında bulunan gaz ve toz diskleri olan ve gezegenlere malzeme sağlayan proto-gezegen diskleri olarak bilinen gezegen oluşturan yapıların varlığını tespit etmelerini sağlayan yeni bir yöntem geliştirdiler. oluşturmak üzere. Tekniklerini, Toros takımyıldızında, Dünya’dan 450 ışıkyılı uzaklıkta bulunan bir moleküler toz bulutunun iç kısımlarına daha eksiksiz bir görünüm elde etmek için kullandılar. Orada, iki yıldızlı bir sistem hala emekleme aşamasındadır, öncül-gezegen diskleri hala mevcuttur ve muhtemelen birden fazla yeni gezegen yaratma sürecindedir.

College of Arts & Sciences profesörü ve astronomi başkanı Dan Clemens, “Bu yıldızların ne yaptığını görmek için bulutun sisi arasından etkili bir şekilde bakmaya çalışıyoruz, bunlar bulutun içinden parlayan fenerler gibiler” diyor ve yıldızların gezegen oluşturan disklerine daha yakından bakmak için kullanılan teknikleri açıklayan bir makalenin baş yazarı. Bulgular yayınlandı Astrofizik Dergisi.

Bilim adamları, gaz, toz, yerçekimi ve manyetik alanlar dahil olmak üzere bazı bileşenleri bilmelerine rağmen, yıldızların ve gezegenlerin tam olarak nasıl oluştuğunu bilmiyorlar, bu nedenle bunun gibi sistemleri incelemek, sürecin nasıl geliştiğine dair fikir verebilir. Boğa bulutunda, genç, düşük kütleli bir yıldız ve bir kahverengi cüce her yarım milyon yılda bir birbirlerinin yörüngesinde dönerler – kahverengi bir cüce bazen daha parlak yıldızların yaptığı gibi hidrojen ve helyumu kaynaştırmadığı için başarısız bir yıldız olarak adlandırılır. Hem kahverengi cüce hem de genç yıldız, onları çevreleyen gezegen öncesi disklere sahiptir.

İÜ ekibi ilk olarak, İB astronomi bölümünde beşinci sınıf yüksek lisans öğrencisi olan Anneliese Rilinger, dünyanın en büyük radyo teleskopu olan Atacama Büyük Milimetre Dizisi (ALMA) tarafından toplanan radyo dalgalarını kullanarak yıldız sistemini incelemeye başladığında, Boğa bulutundaki diskleri inceledi. Dünya. Rilinger vardı daha önce yayınlanmış bir araştırma CAS astronomi doçenti ve yeni makalenin ortak yazarı Catherine Espaillat ile yıldızları çevreleyen disklere bakıyor ve disk yapılarının ayrıntılı modellemesini yapıyor.

Rilinger, Espaillat ve BÜ kıdemli araştırma bilimcisi Itshara Pillai de dahil olmak üzere ekibinin geri kalanıyla birlikte Rilinger’in yakın kızılötesi ışık kullanarak aynı sistemle ilgili gözlemlerini test etmek için yola çıkan Clemens’in radyo dalgalarını kullanarak yaptığı çalışma, Clemens’in ilgisini çekti. radyo dalgalarından daha kısa dalga boyu, insan gözünün kendi başına algılayabildiğinin hemen ötesinde. Alternatif ve sonuç olarak daha erişilebilir araçlar kullanarak disk konumlarını doğru bir şekilde modellemenin mümkün olduğunu göstermek istediler.

Yıldızlar ışık yaydığında, polarize değildir (yani ışık dalgaları birden fazla yöne gider). Ancak ışık yoğun moleküler buluttan geçerken, toz taneciklerinin özellikleri ve buluta gömülü manyetik alan nedeniyle bu ışık polarize olur – ışık dalgaları bir yönde salınır. Araştırmacılar, buluttan geçen ışığın polarizasyonunu ölçmek için BU’nun Perkins Teleskop Gözlemevinde yakın kızılötesi bir polarimetre kullandılar. Polarizasyonu ölçmek, araştırma ekibinin yıldızların işaretlerini görmelerini sağladı, bu da onlara disklerin yönünü söyleyebilir. Daha sonra zorluk, yıldızlardan gelen ışığın tam doğasını bulmak ve ön-gezegen disklerinin yönünü ortaya çıkarmak için çevreleyen bulutun etkilerinin nasıl çıkarılacağı oldu – toz bulutu içinde toz aramak.

Ekip, yakın kızılötesi polarizasyon verilerinin radyo dalgası verileriyle eşleştiğini doğruladı ve ALMA gibi büyük ölçekli araçlar olmadan protoplanetary diskleri ölçmenin mümkün olduğunu gösterdi. Çalışmaları ayrıca sistemle ilgili ilginç bir şeyi ortaya çıkardı: Diskler, gökbilimciler tarafından pek görülmeyen tuhaf bir hizadalar – birbirine paralel ve daha büyük bulutun manyetik alanına dik yerleştirilmiş. Genellikle, gezegen öncesi diskler, toz bulutunun manyetik alanına paralel dönerek bu sistemi nadir bir sistem haline getiriyor ve araştırmacılara disklerin gezegenleri nasıl oluşturduğuna dair yeni bilgiler toplama fırsatı veriyor.

Clemens, “Yıldızlardan ve genç yıldız nesnelerinden gelen içsel kutuplaşmalardan gelen bulut katkılarının nasıl ortadan kaldırılacağına dair bilgiyi geliştirmek heyecan verici ve zorlu bir işti – bu daha önce yapılmamış bir şeydi,” diyor Clemens. “Yaptığımız yakın-kızılötesi polarimetri, yeni yıldızların oluştuğu bu optik olarak opak bölgelere derinlemesine bakma yeteneğinin yanı sıra disklerle ilgili kendi benzersiz içgörüsünü sundu.” Araçları, uzayın derinden gizlenmiş diğer bölgelerindeki disklerin varlığını ve yönelimlerini test etmek için kullanılabilir.

Hâlâ gezegen oluşturma sürecinde olmalarına rağmen, Toros bulutundaki kahverengi cüce ve genç yıldız, bir gezegen ya da muhtemelen başka bir kahverengi cüce arasındaki sınırın üzerinde duran daha düşük kütleli yoldaşlara sahip görünüyor. Uzay dilimlerinde, gezegenlerin önümüzdeki beş milyon yıl içinde oluşması muhtemeldir.