|
Выявление молодых звезд и их протопланетных дисков
|
|
|
|
Представьте себе, что вы идете сквозь густой туман посреди ночи, видя блики света от автомобилей и города, мерцающие вдалеке. Почти невозможно сказать, находятся ли огни глубоко в тумане или за его пределами. Астрономы, пытающиеся найти молодые звезды, сталкиваются с похожей проблемой: свет от звезд, за которыми они охотятся, мерцает через огромные области туманного газа и пыли в космосе, называемые молекулярными облаками. Но сердца этих облаков часто являются рассадниками молодых звезд и планет, идеальными местами, чтобы попытаться выяснить, как формируются небесные тела — если астрономы могут видеть, что происходит сквозь мрак.
|
|
|
|
Теперь группа ученых из отдела астрономии BU придумала недорогой способ пробиться сквозь туман. Они разработали новый метод, который измеряет туманность пылевого облака и позволяет им обнаруживать присутствие формирующих планеты структур, известных как протопланетные диски — диски из газа и пыли, которые присутствуют вокруг молодых звезд и поставляют материал для планет. формировать. Они использовали свою технику, чтобы получить более полное представление о внутренностях облака молекулярной пыли, расположенного в 450 световых годах от Земли, в созвездии Тельца. Там двухзвездная система все еще находится в зачаточном состоянии, ее протопланетные диски все еще присутствуют и, вероятно, находятся в процессе создания множества новых планет.
|
|
|
«Мы фактически пытаемся смотреть сквозь туман облака, чтобы увидеть, что делают эти звезды, они подобны фонарикам, сияющим сквозь облако», — говорит Дэн Клеменс, профессор Колледжа искусств и наук и заведующий кафедрой астрономии. ведущий автор статьи, в которой описываются методы, используемые для более пристального изучения дисков звезд, формирующих планеты. Результаты были опубликованы в The Astrophysical Journal. Ученые не знают точно, как формируются звезды и планеты, хотя им известны некоторые ингредиенты, в том числе газ, пыль, гравитация и магнитные поля, поэтому изучение таких систем может дать представление о том, как разворачивается этот процесс. В облаке Тельца молодая звезда с малой массой и коричневый карлик обращаются друг вокруг друга каждые полмиллиона лет. Коричневый карлик иногда называют звездой-неудачником, потому что он не сплавляет водород и гелий, как это делают более яркие звезды. И коричневый карлик, и молодая звезда окружены протопланетными дисками.
|
|
|
|
Команда BU впервые исследовала диски в облаке Тельца, когда Аннелиза Рилинджер, аспирантка пятого курса астрономического факультета BU, начала изучать звездную систему с помощью радиоволн, собранных Большой миллиметровой решеткой Атакамы (ALMA), крупнейшим радиотелескопом в мире. мир. Рилинджер ранее опубликовал исследование с Кэтрин Эспайя, адъюнкт-профессором астрономии CAS и соавтором новой статьи, в котором рассматривались диски, окружающие звезды, и выполнялось подробное моделирование структур диска.
|
|
|
|
Ее работа с использованием радиоволн пробудила интерес Клеменса, который затем отправился вместе с остальной частью своей команды, включая Рилинджера, Эспайлата и старшего научного сотрудника BU Тушару Пиллаи, чтобы проверить наблюдения Рилинджера той же системы с использованием ближнего инфракрасного света — более короткая длина волны, чем радиоволны, чуть дальше того, что человеческий глаз может обнаружить самостоятельно. Они хотели показать, что можно точно моделировать расположение дисков с помощью альтернативных и, как следствие, более доступных инструментов.
|
|
|
|
Когда звезды излучают свет, он неполяризован (это означает, что световые волны идут в нескольких направлениях). Но когда свет проходит через плотное молекулярное облако, этот свет поляризуется — световые волны колеблются в одном направлении — из-за свойств пылинок и магнитного поля, заключенного в облаке. Исследователи использовали поляриметр ближнего инфракрасного диапазона в обсерватории Perkins Telescope BU для измерения поляризации света, проходящего через облако. Измерение поляризации позволило исследовательской группе увидеть признаки звезд, которые могли указать им ориентацию дисков. Затем возникла проблема, как вычесть влияние окружающего облака, чтобы выяснить точную природу света, исходящего от звезд, и выявить ориентацию протопланетных дисков — поиск пыли в пылевом облаке.
|
|
|
|
Команда подтвердила, что данные о поляризации в ближнем инфракрасном диапазоне соответствуют данным о радиоволнах, показывая, что можно измерять протопланетные диски без крупномасштабных инструментов, таких как ALMA. Их работа также выявила кое-что интересное в системе: диски расположены в странном положении, которое астрономы часто не замечают — они параллельны друг другу и расположены перпендикулярно магнитному полю большего облака. Часто протопланетные диски вращаются параллельно магнитному полю пылевого облака, что делает эту систему редкой и дает исследователям возможность по-новому взглянуть на то, как диски формируют планеты.
|
|
|
|
«Было интересно и сложно развивать знания о том, как удалить влияние облаков на внутреннюю поляризацию звезд и молодых звездных объектов — это то, чего раньше не делали», — говорит Клеменс. «Выполненная нами поляриметрия в ближнем инфракрасном диапазоне позволила получить собственное уникальное представление о дисках, а также возможность глубоко заглянуть в эти оптически непрозрачные области, где формируются новые звезды». Их инструменты можно использовать для проверки наличия и ориентации дисков в других глубоко скрытых областях космоса. Хотя они все еще находятся в процессе формирования планет, у коричневого карлика и молодой звезды в облаке Тельца уже есть спутники с меньшей массой, которые находятся на границе между планетой или, возможно, еще одним коричневым карликом. В своем кусочке космоса планеты, скорее всего, сформируются в течение следующих пяти миллионов лет.
|
|
|
|
Источник
|
