Fæðing risareikistjörnu?

Hugsanleg frumreikistjarna séð í rykskífu ungrar stjörnu

Sævar Helgi Bragason 27. feb. 2013 Fréttir

Stjörnufræðingar hafa líklega gert fyrst beinu athuganirnar á reikistjörnu á fósturstiginu!

  • HD 100546, stjarna, reikistjarna, myndun sólkerfis, fjarreikistjarna, frumreikistjarna

Stjörnufræðingar sem notuðu Very Large Telescope ESO hafa líklega gert fyrstu beinu athuganirnar á reikistjörnu í mótun sem enn er umkringd þykkri gas- og rykskífu. Verði uppgötvunin staðfest mun hún bæta verulega skilning okkar á myndun reikistjarna og gera stjörnufræðingum kleift að prófa kenningar sínar á sjáanlegu fyrirbæri.

Alþjóðlegur hópur stjörnufræðinga undir forystu Sascha Quanz (ETH Zurich í Sviss) hefur rannsakað gas- og rykskífu í kringum HD 100546, unga og tiltölulega nálæga stjörnu í 335 ljósára fjarlægð frá jörðinni. Það kom stjörnufræðingunum á óvart að koma auga á það sem virðist vera reikistjarna í mótun innan efnisskífunnar í kringum stjörnuna ungu. Þessi hugsanlega reikistjarna yrði gasrisi svipuð Júpíter.

„Hingað til hefur myndun reikistjarna fyrst og fremst verið viðfangsefni tölvuútreikninga,“ segir Sascha Quanz. „Ef við höfum í raun uppgötvað reikistjörnu í mótun geta vísindamenn í fyrsta sinn rannsakað myndunarferli reikistjörnu og víxlverkun hennar við umhverfi sitt á fyrstu stigum ævinnar með beinum mælingum.“

HD 100546 er mikið rannsökuð stjarna og þegar hefur líklega fundist risareikistjarna við hana sem er sex sinnum lengra frá stjörnunni en Jörðin er frá sólinni okkar. Nýja hugsanlega reikistjarnan er um tífalt lengra í burtu, í ytri hluta kerfisins [1].

Þessi nýja hugsanlega reikistjarna við HD 100546 kemur fram sem daufur blettur í gas- og rykskífunni á myndum NACO aðlögunarsjóntækisins á VLT sjónauka ESO og með hjálp nýrrar greiningaraðferðar sem notuð var í fyrsta sinn. Athuganirnar voru gerðar með NACO kórónusjánni sem nemur nær-innrauðar bylgjulengdir og skyggir á skært ljósið frá stjörnunni þar sem reikistjarnan er staðsett [2].

Samkvæmt viðteknum kenningum myndast risareikistjörnur þegar þær sanka að sér afgangsgasi og -ryki eftir myndun stjörnu [3]. Stjörnufræðingarnir hafa fundið nokkur merki á myndinni af skífu HD 100546 sem styður þá tilgátu að þarna sé um að ræða frumreikistjörnu í mótun. Í skífunni sjást ýmsar myndanir nálægt frumreikistjörnunni sem gætu verið af völdum víxlverkunar á milli reikistjörnunnar og skífunnar. Ennfremur bendir margt til þess að umhverfi frumreikistjörnunnar hafi hitnað við myndunarferlið.

Adam Amara, annar meðlimur í hópnum, er spenntur yfir uppgötvuninni. „Rannsóknir á fjarreikistjörnum er eitt áhugaverðasta nýja sviðið í stjörnufræði og bein ljósmyndun á reikistjörnum nýtur góðs af nýlegri þróun á tækjum og gagnavinnsluaðferðum. Í þessari rannsókn notuðum við gagnavinnsluaðferð sem þróuð var fyrir heimsfræðirannsóknir en það sýnir að framfarir á einu sviði geta leitt til ótrúlegra framfara á öðru sviði.“

Þótt frumreikistjarna sé líklegasta skýringin á mælingunum, krefjast niðurstöður rannsóknarinnar frekari athugana til að staðfesta að um reikistjörnu sé að ræða eða útiloka aðrar mögulegar skýringar. Annar möguleiki en ósennilegur er sá að um bakgrunnsuppsprettu sé að ræða. Einnig er mögulegt að fyrirbærið sé ekki frumreikistjarna heldur fullmótuð reikistjarna sem hefur kastast burt af upphaflegu braut sinni nær móðurstjörnunni. Þegar búið er að staðfesta að fyrirbærið í kringum HD 100546 sé reikistjarna í mótun í efnisskífunni, verður hún fyrirtaks tilraunastofa til að rannsaka myndunarferli nýrra sólkerfa.

Skýringar

[1] Þessi hugsanlega frumreikistjarna er um 70 sinnum lengra frá móðurstjörnunni en Jörðin er frá sólinni. Fjarlægðin er sambærileg við fjarlægðir dvergreikistjarnanna Eris og Makemake sem eru ystar í sólkerfinu okkar. Staðsetningin er umdeild því hún fellur ekki vel að kenningum um myndun reikistjarna. Í augnablikinu er ekki vitað hvort þetta nýfundna fyrirbæri hafi alltaf verið á þessum stað eða hvort það hafi færst út frá innri svæðunum.

[2] Hópurinn nýtti sér sérstakan búnað sem kallast „apodised phase plate“ sem eykur birtuskil myndarinnar nærri stjörnunni.

[3] Til að rannsaka myndun reikistjarna geta stjörnufræðingar ekki skoðað sólkerfið okkar því allar reikistjörnurnuar urðu til fyrir meira en fjórum milljörðum ára. Um árabil voru kenningar um myndun reikistjarna undir sterkum áhrifum af því sem stjörnufræðingar sáu í kringum okkur, því engar aðrar reikistjörnur þekktust. Frá árinu 1995, þegar fyrsta fjarreikistjarnan fannst, hafa nokkur hundruð sólkerfi komið í ljós og opnað nýja möguleika fyrir vísindamenn að rannsaka myndun reikistjarna. Hingað til hafa engar verið „gripnar glóðvolgar“ að myndast innan í efnisskífunni í kringum móðurstjörnuna.

Frekari upplýsingar

Sagt er frá þessari rannsókn í greininni „A Young Protoplanet Candidate Embedded in the Circumstellar disc of HD100546“ eftir S.P. Quanz o.fl., sem birtist þann 28. febrúar 2013 í vefútgáfu Astrophysical Journal Letters.

Í hópnum eru Sascha P. Quanz (ETH Zurich í Sviss), Adam Amara (ETH), Michael R. Meyer (ETH), Matthew A. Kenworthy (Sterrewacht Leiden í Hollandi), Markus Kasper (ESO í Garching í Þýskalandi) og Julien H. Girard (ESO í Santiago í Chile).

ESO er fremsta fjölþjóðlega stjörnustöð Evrópu og lang öflugasta stjörnustöð heims. Hún nýtur stuðnings 15 landa: Austurríkis, Belgíu, Brasilíu, Tékklands, Danmörku, Finnlands, Frakklands, Þýskalands, Ítalíu, Hollands, Portúgals, Spánar, Svíþjóðar, Sviss og Bretlands. ESO heldur úti metnaðarfullum verkefnum sem miða að hönnun, smíði og starfsemi öflugra stjörnustöðva á jörðinni sem gera stjörnufræðingum kleift að gera mikilvægar uppgötvanir. ESO leikur líka lykilhlutverk í að efla og skipuleggja samstarf í stjarnvísindarannsóknum. ESO starfrækir þrjár stjörnuathugunarstöðvar í heimsflokki: La Silla, Paranal og Chajnantor. Á Paranalfjalli starfrækir ESO Very Large Telescope, fullkomnustu stjörnusjónauka heims sem notaðir eru til athugana á sýnilegu ljósi og tvo kortlagningarsjónauka. VISTA er stærsti kortlagningarsjónauki veraldar fyrir innrautt ljós og VLT Survey Telescope er stærsti sjónauki heims sem eingöngu er ætlað að kortleggja himinn í sýnilegu ljósi. ESO er þátttakandi í ALMA, byltingarkenndum útvarpssjónauka og stærsta stjarnvísindaverkefni heims. ESO hyggur einnig á smíði 39 metra risasjónauka, European Extremely Large Telescope eða E-ELT sem verður „stærsta auga jarðar“.

Tenglar

Tengiliðir

Sævar Helgi Bragason
University of Iceland
Reykjavík, Iceland
Farsími: +354-896-1984
Tölvupóstur: eson-iceland@eso.org

Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso1310.

Tengdar myndir

  • HD 100546, sólkerfi, frumreikistjarna, fjarreikistjarnaÁ þessari teikningu listamanns sést myndun stórrar gasreikistjörnu í rykskífunni umhverfis ungu stjörnuna HD 100546. Þetta kerfi inniheldur líklega einnig aðra stóra reikistjörnu nær móðurstjörnunni. Nýfundna fyrirbærið er um 70 sinnum lengra frá móðurstjörnunni en Jörðin er frá sólinni. Frumreikistjarnan er umlukin þykku efnisskýi þannig að frá þessum stað séð er stjarnan næstum ósýnileg og rauðleit vegna ljósdreifingar ryksins. Mynd: ESO/L. Calçada
  • HD 100546, sólkerfi, frumreikistjarna, fjarreikistjarnaÁ þessari samsettu mynd sjást ljósmyndir frá Hubble geimsjónauka NASA og ESA (vinstri) og NACO kerfinu á Very Large Telescope ESO (hægri) af gasi og ryki í kringum ungu stjörnuna HD 100546. Mynd Hubbles er af sýnilegu ljósi og leiðir í ljós ytri hluta gas- og rykskífunnar í kringum stjörnuna. Á nýju innrauðu myndinni frá VLT sést lítill hluti af skífunni þar sem frumreikistjörnuna hugsanlegu er að finna. Báðar myndirnar voru teknar með sérstökum kórónusjám sem dregur úr birtunni frá stjörnunni sjálfri. Staðsetning stjörnunnar er merkt með rauðum hring á báðum myndum. Mynd: ESO/NASA/ESA/Ardila et al.