Çalışma, gezegen oluşturan disklerin iç bölgesinin en ayrıntılı görüntüsünü sunar

Michigan Üniversitesi gökbilimcileri tarafından yapılan yeni araştırma, gezegen oluşturan bir diskin iç bölgesinin bilinen en ayrıntılı görüntülerini sunuyor.

Tozlu kızılötesi çörekleri andıran görüntüler, diskte V1295 Aquilae adlı genç, büyük kütleli bir yıldızın etrafındaki beklenmedik hareket eden yapıları gösteriyor ve önceki çalışmalarda bildirilen gizemli iç emisyonları doğruluyor. Yıldız, güneşten altı kat daha büyük ve 900 kat daha parlaktır. Sadece 100.000 yaşında; güneş 4,5 milyar yaşında.

UM astronomi doktora adayı ve ilk yazar Noura Ibrahim, çalışmanın bulgularını tartışıyor. Astrofizik Dergisi.

Neden genç yıldızları incelemeliyiz?

Genç yıldızlar, bize yıldız sistemlerinin nasıl oluştuğunu gözlemlemek için eşsiz bir fırsat sunuyor. Bırakın bizimkine benzemeyen sistemleri, güneş sistemimizin nasıl oluştuğuna dair anlayışımız bile sınırlı. Transiting Exoplanet Survey Satellite görevi ve James Webb Uzay Teleskobu’nun piyasaya sürülmesiyle, güneş sistemimizin ötesinde, ötegezegenler olarak adlandırılan gezegenleri tespit etme, doğrulama ve karakterize etmede bir artış oldu.

Şimdiye kadar, güneş sistemimizde gördüklerimize uymayan 5.000’den fazla onaylanmış dış gezegenimiz ve 6.000’den fazla potansiyel adayımız var. Bu nedenle, gezegen oluşumunun ilk aşamalarına bakmak ve ötegezegenlerin eninde sonunda oluşacağı diskleri incelemek istiyoruz.

Bu özel bulgular neden önemlidir?

Bu kadar küçük ölçeklerde yıldız ötesi diskleri araştırmak için yeterince güçlü olan ilk ve tek teknolojiyi kullanıyoruz. Görüntülerimiz ve modellerimiz, muhtemelen hareket eden yapıların ve iç emisyonların daha karmaşık bir hikayesini ortaya çıkardı ve bu da daha fazla soru ortaya çıkardı.

Ayrıca, 50 kat daha iyi çözünürlüğümüzle kıyaslanamayan uzay teleskoplarının fiyatının çok altında en son bilimi gerçekleştirmek için interferometrinin gücünü (birlikte çalışan iki veya daha fazla teleskop kullanarak) gösteriyoruz.

Bu makale, bu alandaki bilimi ve anlayışı nasıl ilerletiyor?

Başlamak için nispeten geniş bir alt alan olan protogezegen disklerini incelemek için interferometri kullanıyoruz. Bu diskler gezegen oluşumuna ev sahipliği yapar ve sonunda bazı yönlerden güneş sistemimize benzeyen ve bazı yönlerden tamamen farklı olan tam yıldız sistemlerine dönüşür.

Yakın zamana kadar dış diskleri yalnızca Hubble, ALMA, Keck veya VLT gözlemevlerini kullanarak görüntüleyebildik, ancak iç disk bir sır olarak kaldı.

Bu iç diskleri nasıl görüntülediniz?

Gerekli çözümleme gücüne ulaşmak için kullanabileceğimiz tek teknik, uzun tabanlı optik interferometridir. İnterferometri, birbirinden belirli bir mesafede düzenlenmiş birden fazla teleskoptan gelen ışığı birleştirerek çalışır.

Dünyanın en büyük optik ve kızılötesi interferometresi olan Yüksek Açısal Çözünürlüklü Astronomi Dizisi Merkezini kullanıyoruz. CHARA Dizisi, 331 metre çaplı tek bir teleskopa eşdeğer bir maksimum çözme gücüne izin veren Y şeklinde düzenlenmiş altı adet bir metrelik teleskoptan oluşur. Bu, UM stadyumu olan The Big House’dan daha büyük.

Profesör John Monnier liderliğindeki UM ekibimiz, altı teleskoptan gelen ışığı aynı anda farklı dalga boyu bantlarında birleştiren CHARA Dizisinde birden fazla kızılötesi ışık birleştirici tasarladı, inşa etti ve devreye aldı. Ekip, 2018’de Michigan InfraRed Combiner’ı (MIRC-X) güncelleyerek tozlu disklerden gelen zayıf kızılötesi ışığı algılayabilen son teknoloji ürünü hassas bir kamera ekledi.

UM astronomi doktora programına katıldığımda. 2020 programında, 2019 yılında MIRC-X ile alınan gözlemleri hemen analiz etmeye başlayabildim. V1295 Aql, Dünya üzerinde bu mesafeden belli olmasa da, güneşten neredeyse 900 kat daha parlaktır ve yüksek parlaklığı, onu modelleme ve görüntüleme hedeflerimiz için harika bir hedef haline getirmiştir. Verilerin ne kadar güzel olduğu nedeniyle dürüst olmak gerekirse biraz şımarık hissettim.

Bu bulgularla ilgili herhangi bir şey geleneksel bilgeliğe meydan okudu mu?

Önceki iç disk emisyon modelleri, tozlu diskin bittiği yer ile yıldız arasındaki “boşluğun” o kadar da karanlık olmadığını teorileştirdi. O boşlukta kızılötesinde ışık üretmeyecek şeffaf, tozsuz bir gaz olduğunu zaten biliyoruz.

Gördüğümüz diskteki toz, yıldız tarafından ısıtıldığı için kızılötesi radyasyonda parlıyor. Belirli bir sıcaklıkta, ısı tozun dayanamayacağı kadar yüksektir ve toz parçalanır, bu nedenle teorik olarak toz parçalandığı için ortadan herhangi bir emisyon görmemeliyiz. Işığı merkezden görmemiz, ışığı yayan opaklığı neyin yarattığı sorusunu akla getiriyor.