Bu sanatçının izlenimi, Erboğa’nın (Erboğa) güney takımyıldızındaki aktif gökada NGC 3783’ün kalbindeki süper kütleli kara deliğin çevresini göstermektedir. ESO’nun Şili’deki Paranal Gözlemevi’nde bulunan Çok Büyük Teleskop Girişimölçeri kullanılarak yapılan yeni gözlemler, yalnızca kara deliğin etrafındaki sıcak toz torusunu değil, aynı zamanda kutup bölgelerindeki soğuk malzeme rüzgârını da ortaya çıkardı. Kredi bilgileri: ESO/M. Kornmesser
Bir yıldızın etrafında dönen gaz ve toz diskinden gezegenlerin oluşması ne kadar zaman alır? Arizona Üniversitesi liderliğindeki yeni bir çalışma, bilim insanlarına kendi güneş sistemimizin nasıl oluştuğuna dair daha iyi bir fikir veriyor.
Bilim adamları, güneş sistemimiz gibi gezegen sistemlerinin, gaz açısından zengin olanlardan daha fazla kayalık nesne içerdiğine inanıyor. Güneşimizin etrafındakiler arasında iç gezegenler – Merkür, VenüsDünya ve Mars – asteroit kuşağı ve Kuiper kuşağı nesneleri gibi Plüton.
Jüpiter, Satürn, UranüsVe NeptünÖte yandan çoğunlukla gaz içerir. Ancak bilim adamları aynı zamanda gezegen oluşturan disklerin katı maddelere göre 100 kat daha fazla gaz kütlesiyle başladığını uzun zamandır biliyorlar ve bu da acil bir soruya yol açıyor: Gazın çoğu yeni oluşan bir gezegen sistemini ne zaman ve nasıl terk ediyor?
Gezegensel Disk Sırlarını Açığa Çıkarmak
Arizona Üniversitesi Ay ve Gezegen Laboratuvarı’ndan Naman Bajaj tarafından yürütülen yeni bir çalışma, Astronomi Dergisi, cevaplar sağlar. Kullanmak James Webb Uzay TeleskobuEkip, JWST olarak da bilinen, yıldız çevresi disk olarak da bilinen böyle yeni bir gezegen sisteminden, gazını çevredeki uzaya aktif olarak dağıtma sürecinde görüntüler elde etti.
UArizona’nın Ay ve Gezegen Laboratuvarı’nda ikinci sınıf doktora öğrencisi olan Bajaj, “Gazın ne zaman dağıldığını bilmek, gaz halindeki gezegenlerin çevrelerindeki gazı ne kadar sürede tüketmeleri gerektiği konusunda bize daha iyi bir fikir verdiği için önemlidir” dedi. “Gezegenlerin doğum yerleri olan genç yıldızları çevreleyen bu disklere benzeri görülmemiş bakışlar sunan JWST, gezegenlerin nasıl oluştuğunu ortaya çıkarmamıza yardımcı oluyor.”
Gezegen Oluşumu Süreci
Bajaj’a göre, gezegen sistemi oluşumunun çok erken aşamalarında gezegenler, genç yıldızın etrafında dönen bir gaz ve küçük toz diski halinde birleşiyor. Bu parçacıklar bir araya gelerek gezegenimsiler adı verilen giderek daha büyük parçalar oluşturur. Zamanla bu gezegencikler çarpışıp birbirine yapışıyor ve sonunda gezegenleri oluşturuyor. Oluşan gezegenlerin türü, boyutu ve konumu, mevcut malzemenin miktarına ve diskte ne kadar süre kaldığına bağlıdır.
Bajaj, “Yani kısaca gezegen oluşumunun sonucu diskin evrimine ve dağılmasına bağlı” dedi.
Bu keşfin merkezinde, Güneş’e göre yaklaşık 4,6 milyar yaşında olan ve yaklaşık 30 astronomik birime yayılan geniş bir toz aralığıyla dikkat çeken aşındıran bir yıldız çevresi diskiyle çevrelenmiş genç bir yıldız olan T Cha’nın gözlemi yer alıyor. au, bir au Dünya ile güneş arasındaki ortalama mesafedir.
Bajaj ve ekibi, gezegeni oluşturan diskten yavaşça ayrılan gaza verilen isim olan disk rüzgarını ilk kez görüntülemeyi başardı. Gökbilimciler teleskobun bir uzay aracının yaydığı ışığa karşı duyarlılığından yararlandılar. atom yüksek enerjili radyasyon (örneğin yıldız ışığında) çekirdeğinden bir veya daha fazla elektronu sıyırdığında. Bu, iyonlaşma olarak bilinir ve süreçte yayılan ışık, T Cha sistemi durumunda, iki soy gazın (neon ve argon) izini süren bir tür kimyasal “parmak izi” olarak kullanılabilir. Ekip makalede, gözlemlerin aynı zamanda gezegen oluşturan bir diskte argonun çift iyonlaşmasının ilk kez tespit edildiğine işaret ettiğini yazıyor.
Bajaj, “Görüntülerimizdeki neon imza, bize disk rüzgarının diskten uzaktaki geniş bir bölgeden geldiğini söylüyor” dedi. “Bu rüzgarlar ya yüksek enerjili fotonlar (esasen yıldızdan gelen ışık) ya da gezegeni oluşturan disk boyunca uzanan manyetik alan tarafından yönlendiriliyor olabilir.”
Yıldız Etkileri ve Gelişen Diskler
İkisi arasında ayrım yapmak amacıyla, bu sefer Hollanda’daki Leiden Üniversitesi’nde doktora sonrası araştırmacı olan Andrew Sellek liderliğindeki aynı grup, genç yıldızdan yayılan yoğun ışık olan yıldız fotonları tarafından yönlendirilen dağılım simülasyonlarını gerçekleştirdi. Bu simülasyonları gerçek gözlemlerle karşılaştırdılar ve yüksek enerjili yıldız fotonlarının dağılmasının gözlemleri açıklayabildiğini ve dolayısıyla bir olasılık olarak göz ardı edilemeyeceğini buldular. Bu çalışma, T Cha diskinden her yıl yayılan gaz miktarının Dünya’nın Ay’ındakine eşdeğer olduğu sonucuna varmıştır. Bu sonuçlar şu anda Astronomical Journal’da incelenmekte olan bir tamamlayıcı makalede yayınlanacaktır.
Diğer birçok astronomik nesnede neon imzalar tespit edilmiş olsa da, o zamana kadar bunların düşük kütleli gezegen oluşturan disklerden kaynaklandığı bilinmiyordu. ilk keşfedilen 2007’de JWST’nin selefiyle birlikte, NASALPL’de profesör olan Ilaria Pascucci’nin Spitzer Uzay Teleskobu, kısa sürede bunların disk rüzgarlarının izleyicisi olduğunu belirledi. Bu ilk bulgular, yıldız çevresindeki disklerden gaz dağılımını anlamaya odaklanan araştırma çabalarını dönüştürdü. Pascucci, en son gözlem projesinin baş araştırmacısı ve burada bildirilen yayınların ortak yazarıdır.
Pascucci, “James Webb Uzay Teleskobu’nu kullanarak uzaysal olarak çözülmüş neon emisyonunu keşfetmemiz ve çift iyonize argonun ilk tespiti, gazın gezegen oluşturan diskten nasıl temizlendiğine dair anlayışımızı dönüştürmeye yönelik bir sonraki adım olabilir” dedi. “Bu bilgiler, tarih ve kendi güneş sistemimiz üzerindeki etkisi hakkında daha iyi bir fikir edinmemize yardımcı olacak.”
Buna ek olarak grup, T Cha’nın iç diskinin onlarca yıl gibi kısa bir zaman diliminde evrimleştiğini de keşfetti; JWST tarafından gözlemlenen spektrumun, Spitzer tarafından tespit edilen daha önceki spektrumdan farklı olduğunu buldular. Devam eden bu çalışmaya liderlik eden, LPL’de ikinci sınıf doktora öğrencisi Chengyan Xie’ye göre, bu uyumsuzluk, T Cha’nın içindeki, 17 yıl gibi kısa bir sürede kütlesinin bir kısmını kaybeden küçük, asimetrik bir disk ile açıklanabilir. iki gözlem arasında geçen süre.
Xie, “Diğer çalışmalarla birlikte bu aynı zamanda T Cha diskinin evriminin sonuna geldiğine işaret ediyor” dedi. “Hayatımız boyunca T Cha’nın iç diskindeki tüm toz kütlesinin dağıldığına tanık olabiliriz.”
Bu araştırma hakkında daha fazla bilgi için bkz. Webb Uzay Teleskobu Tarafından Yakalanan Galaktik Değişim Rüzgârları.
Referans: “JWST MIRI MRS T Cha Gözlemleri: Uzamsal Olarak Çözülmüş Disk Rüzgarının Keşfi” Yazan: Naman S. Bajaj, Ilaria Pascucci, Uma Gorti, Richard Alexander, Andrew Sellek, Jane Morrison, Andras Gaspar, Cathie Clarke, Chengyan Xie, Giulia Ballabio ve Dingshan Deng, 4 Mart 2024, Astronomi Dergisi.
DOI: 10.3847/1538-3881/ad22e1
Yayınların ortak yazarları arasında SETI Enstitüsü’nden Uma Gorti, Leicester Üniversitesi’nden Richard Alexander, UArizona Steward Gözlemevi’nden Jane Morrison ve Andras Gaspar, Cambridge Üniversitesi’nden Cathie Clarke, Cambridge Üniversitesi’nden Giulia Ballabio yer alıyor. Imperial College Londrave Ay ve Gezegen Laboratuvarı’ndan Dingshan Deng.