Webb Telescope Gezegen Oluşumunun Kılavuzunu Yeniden Yazıyor

arasındaki kontrast James Webb Uzay TeleskobuGözlemleri ve Spitzer Uzay Teleskobu’nun sadece 15 yıl önceki gözlemleri, Güneş benzeri bir yıldızın etrafındaki değişen koşulları gösteriyor.

2008 yılında NASASpitzer Uzay Teleskobu eşi benzeri olmayan bir proto-gezegen diski buldu. Genç Güneş benzeri yıldız SZ Chamaeleontis’i (SZ Cha) çevreleyen tozlu gaz diski, daha önce yalnızca bilgisayar modellerinde görülen, gerçek evrende asla görülmeyen, aşırı ultraviyole radyasyonla darbe alıyordu. Bu sistemdeki gezegenlerin oluşması için, normal olan X-ışınları tarafından buharlaştırılan bir disktekinden daha fazla zamana sahip olacaktır. Ancak James Webb Uzay Teleskobu SZ Cha’yı takip ettiğinde sıra dışı hiçbir şey bulamadı; çok fazla ultraviyole radyasyon yoktu. Kısa bir kozmik zaman diliminde, SZ Cha’nın diskindeki koşullar değişti ve gökbilimciler, uyumsuz verilerden anlam çıkarmak ve bu verilerin diğer güneş sistemlerinin oluşumuna olan etkilerini çözmek zorunda kaldı.

Sanatçının bu konseptinde genç yıldız SZ Chamaeleontis (SZ Cha), gezegen sistemi oluşturma potansiyeline sahip bir toz ve gaz diskiyle çevrelenmiş durumda. Güneş sistemimiz gezegenler, aylar ve asteroitler oluşmadan önce böyle bir şeye benziyordu. Dünya’daki yaşam için gerekli olanlar da dahil olmak üzere ham maddeler Güneş’in proto-gezegen diskinde mevcuttu. Katkıda bulunanlar: NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI)

Webb Uzay Teleskobu Gezegen Oluşumu Konusunda Yeni Düşüncelere Yönelik Neon Işıkları Takip Ediyor

Bilim insanları bir gezegen sisteminin geleceğine ve diğerinin (kendi güneş sistemimiz) geçmişine dair ipuçları bulmak için neon tabelaları takip ediyor. Bir konuyu takip etmek tuhaf okuma NASA’nın önceki kızılötesi gözlemevi, artık kullanımdan kaldırılan Spitzer Uzay Teleskobu tarafından, ajansın James Webb Uzay Teleskobu, genç Güneş benzeri yıldız SZ Chamaeleontis’i (SZ Cha) çevreleyen tozlu diskte neon elementinin belirgin izlerini tespit etti.

Spitzer ve Webb arasındaki neon okumalarındaki farklılıklar, diske ulaşan yüksek enerjili radyasyonda daha önce hiç gözlemlenmemiş bir değişikliğe işaret ediyor, bu da sonunda diskin buharlaşmasına neden olarak gezegenlerin oluşması gereken süreyi sınırlıyor.

“Buraya nasıl geldik? Bu gerçekten de bu büyük soruya geri dönüyor ve SZ Cha da aynı türde genç bir yıldız, bir T-Tauri yıldızı, tıpkı Güneşimizin 4,5 milyar yıl önce güneş sisteminin şafağında olduğu gibi,” dedi Boston Üniversitesi’nden gökbilimci Catherine Espaillat. Massachusetts’te, hem 2008 Spitzer gözlemlerine hem de yakın zamanda yayınlanan yeni Webb sonuçlarına öncülük eden kişi. Astrofizik Günlük Mektupları.

“Dünya’nın ve nihayetinde yaşamın hammaddeleri, Güneş oluştuktan sonra onu çevreleyen malzeme diskinde mevcuttu ve bu nedenle bu diğer genç sistemleri incelemek, kendi sistemimizin nasıl olduğunu görmek için zamanda geriye gidebileceğimiz kadar yakın. hikaye başladı.”

NASA’nın James Webb ve Spitzer uzay teleskoplarından elde edilen çelişkili veriler, SZ Chamaeleontis (SZ Cha) yıldızını çevreleyen diskte sadece 15 yıl içinde değişim olduğunu gösteriyor. 2008’de Spitzer’in önemli miktarda neon III’ü tespit etmesi, SZ Cha’yı benzer genç öncül-gezegen diskleri arasında aykırı bir konuma getirdi. Ancak Webb, 2023 yılında SZ Cha’yı takip ettiğinde neon II’nin III’e oranı tipik seviyelerdeydi. Katkıda bulunanlar: NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI)

Radyasyon Göstergesi Olarak Neon ve SZ Cha’nın Şaşırtıcı Davranışı

Bilim adamları neon’u, bir yıldızın etrafındaki diske ne kadar ve ne tür radyasyonun çarptığını ve aşındırdığının bir göstergesi olarak kullanıyor. Spitzer 2008 yılında SZ Cha’yı gözlemlediğinde, diğer genç T-Tauri disklerinden farklı olarak neon okumalara sahip bir aykırı değer gördü. Aradaki fark, yüksek enerjili X-ışınları tarafından darbelenen proto-gezegen disklerinde genellikle az miktarda bulunan neon III’ün tespitiydi. Bu, SZ Cha diskindeki yüksek enerjili radyasyonun X ışınları yerine ultraviyole (UV) ışıktan geldiği anlamına geliyordu. 50-60 genç yıldız diskinden oluşan bir örnekteki tek tuhaf sonuç olmasının yanı sıra, UV ile X-ışını arasındaki fark, diskin ve potansiyel gezegenlerin ömrü açısından önemlidir.

Araştırma ekibindeki diğer bir gökbilimci olan Boston Üniversitesi’nden Thanawuth Thanathibodee, “Gezegenler, buharlaşmadan önce diskin içinde oluşmak için esasen zamana karşı bir yarış içindedir” diye açıkladı. “Gelişen sistemlerin bilgisayar modellerinde, aşırı ultraviyole radyasyon, buharlaşmanın ağırlıklı olarak X-ışınlarından kaynaklandığı duruma kıyasla 1 milyon yıl daha fazla gezegen oluşumuna izin veriyor.”

Yani, Espaillat’ın ekibi Webb ile birlikte çalışmaya geri döndüğünde SZ Cha zaten tam bir bilmeceydi, ancak yeni bir sürprizle karşılaştı: Olağandışı neon III imzası neredeyse tamamen kaybolmuştu, bu da X-ışını radyasyonunun tipik hakimiyetini gösteriyordu.

Araştırma ekibi, SZ Cha sistemindeki neon imzalardaki farklılıkların, mevcut olduğunda UV ışığını emen ve diski vurmak için X ışınlarını bırakan değişken bir rüzgarın sonucu olduğunu düşünüyor. Ekip, rüzgarların yeni oluşmuş, enerjik bir yıldıza sahip bir sistemde yaygın olduğunu, ancak Spitzer’in de yaptığı gibi sessiz ve rüzgarsız bir dönemde sistemi yakalamanın mümkün olduğunu söylüyor.

Leiden Leiden Üniversitesi’nden ortak yazar Ardjan Sturm, “Hem Spitzer hem de Webb verileri mükemmel, dolayısıyla bunun SZ Cha sisteminde gözlemlediğimiz yeni bir şey olması gerektiğini biliyorduk – yalnızca 15 yılda koşullarda önemli bir değişiklik” diye ekledi. , Hollanda.

Devam Eden Araştırma ve Evrenin Karmaşıklığı

Espaillat’ın ekibi, gizemlerinin kökenine inmek için halihazırda Webb ve diğer teleskoplarla SZ Cha üzerinde daha fazla gözlem yapmayı planlıyor. Ortak yazar Caeley Pittman, “Bulduğumuz bu değişkenliğin gerçek doğasını keşfetmek için SZ Cha’yı ve diğer genç sistemleri X-ışını ve görünür ışık gibi farklı dalga boylarında incelemek önemli olacak” dedi. Boston Üniversitesi. “Aşırı UV radyasyonunun hakim olduğu kısa ve sessiz dönemlerin birçok genç gezegen sisteminde yaygın olması mümkün, ancak biz bunları henüz yakalayamadık.”

“Evren bize, yöntemlerinin hiçbirinin bizim yapmak istediğimiz kadar basit olmadığını bir kez daha gösteriyor. Yeniden düşünmemiz, yeniden gözlemlememiz ve daha fazla bilgi toplamamız gerekiyor. Neon tabelaları takip edeceğiz” dedi Espaillat.

Bu araştırma 15 Kasım’da yayınlandı. Astrofizik Günlük Mektupları.

Referans: CC Espaillat, T. Thanathibodee, CV Pittman, JA Sturm, MK McClure, N. Calvet, FM Walter, R. Franco-Hernández ve J. Muzerolle Page, 15 Kasım tarafından yazılan “JWST, Protoplanetary Diskteki Neon Hattı Değişkenliğini Algılıyor” 2023, Astrofizik Günlük Mektupları.
DOI: 10.3847/2041-8213/ad023d

James Webb Uzay Teleskobu dünyanın önde gelen uzay bilimi gözlemevidir. Webb, güneş sistemimizdeki gizemleri çözüyor, diğer yıldızların etrafındaki uzak dünyalara bakıyor ve evrenimizin gizemli yapılarını ve kökenlerini ve onun içindeki yerimizi araştırıyor. Webb, NASA’nın ortakları ESA ile birlikte yürüttüğü uluslararası bir programdır (Avrupa Uzay Ajansı) ve Kanada Uzay Ajansı.