Reikistjarna í mótun?

Stjörnufræðingar gætu hafa fundið fyrirbæri sem er að hreinsa slóð sína í rykskýi sem umlykur unga stjörnu

Sævar Helgi Bragason 24. feb. 2011 Fréttir

Stjörnufræðingar gætu hafa fundið reikistjörnu sem er að hreinsa slóð sína í rykskýi sem umlykur unga stjörnu.

  • T Cha, rykskífa, sólkerfi, reikistjarna

Með hjálp Very Large Telescope ESO hefur alþjóðlegum hópi stjarnfræðinga tekist að rannsaka skammlífa efnisskífu sem umlykur unga stjörnu og er á fyrstu stigum þess ferlis að mynda sólkerfi. Hugsanlegt er að í fyrsta sinn hafi mönnum tekist að greina lítinn fylgihnött sem gæti átt sök á stórri geil í skífunni. Frekari rannsóknir munu skera úr um hvort fylgihnötturinn er reikistjarna eða brúnn dvergur.

Reikistjörnur verða til úr efnisskífum sem umlykja ungar stjörnur en breytingin úr rykskífu í sólkerfi er hröð og því sjaldgæft að fyrirbæri sjáist á því stigi [1]. T Chamaeleontis (T Cha) sem er í stjörnumerkinu Kamelljóninu, er þó dæmi um slíkt fyrirbæri. Hún er dauf stjarna sem líkist sólinni en er á fyrstu stigum ævi sinnar [2]. T Cha er í um 330 ljósára fjarlægð frá jörðinni og aðeins um sjö milljón ára gömul. Allt þar til nú hafa engar reikistjörnur í mótun fundist í efnisskífum sem þessari þótt reikistjörnur í eldri og þroskaðari skífum hafi sést áður (eso0842, heic0821).

„Eldri rannsóknir sýndu að T Cha var prýðilegt viðfangsefni til að rannsaka myndun sólkerfa“ segir Johan Olofsson (Max Planck Institute for Astronomy í Heidelberg í Þýskalandi), einn aðalhöfundur tveggja greina um rannsóknina sem birtist í tímaritinuAstronomy & Astrophysics. „Stjarnan er nokkuð fjarlæg svo við urðum að nota Very Large Telescope víxlmælinn (Very Large Telescope Interferometer) til að greina hárfín smáatriði í rykskífunni svo við sæjum hvað þar gengur á.“

Stjörnufræðingarnir gerðu fyrst mælingar á T Cha með AMBER mælitækinu og VLT víxlmælinum (VLTI) [3] og fundu mjóan rykhring í aðeins um 20 milljón km fjarlægð frá stjörnunni. Utar eða handan þessa rykhrings fundu þeir stórt ryksnautt svæði sem náði allt að 1,1 milljarð km frá stjörnunni.

„Í okkar huga er geilin í rykskífunni umhverfis T Cha glöggt merki þess að þar er eitthvað merkilegt í gangi. Við spurðum okkur hvort þar myndaði fylgihnöttur geil í sólkerfisskífunni“ segir Nuria Huélamo (Centro de Astrobiología hjá ESAC á Spáni) aðalhöfundur seinni greinarinnar.

Mjög erfitt er að greina svo daufan fylgihnött svo nálægt bjartri stjörnu en rannsóknarteymið notaði NACO mælitækið á VLT með nýstárlegum hætti sem kallast dreifð ljósopshyljun (e. sparse aperture masking) til að ná markmiðum sínum [4]. Eftir vandlega greiningu á gögnunum fundu stjörnufræðingarnir greinileg ummerki fyrirbærisins innan geilarinnar í rykskífunni, um einn milljarð km frá stjörnunni, nálægt ytri brún geilarinnar — örlítið lengra en Júpíter er frá sólinni í sólkerfinu okkar. Þetta er í fyrsta sinn sem fyrirbæri sem er smærra en stjarna finnst í geil rykskífu sem umlykur unga stjörnu. Vísbendingar benda til þess að fylgihnötturinn geti ekki verið venjuleg stjarna [5]. Annað hvort gæti hún verið brúnn dvergur [6] á kafi í ryki eða nýmynduð reikistjarna, sem væri enn áhugaverðara.

„Þetta er merkilegt samvinnuverkefni, sem sameinar notkun á tveimur hágæða mælitækjum í Paranal stjörnustöð ESO. Í framtíðinni munu athuganir gera okkur kleift að læra meira um fylgihnöttinn og rykskífuna en skilja líka hvað knýr áfram innri rykskífuna“ segir Huélamo að lokum.

Skýringar

[1] Hægt er að greina rykskífur sem þessar því þær gefa frá sér minni geislun á mið-innrauðum bylgjulengdum. Þynning ryks nálægt stjörnunni og myndun geila og skarða getur útskýrt hvers vegna þessi tiltekna geislun er minni. Nýmyndaðar reikistjörnur gætu hafa myndað þessar geilar en aðrir möguleikar séu líka í stöðunni.

[2] T Cha er dæmi um T-Tarfsstjörnu, unga stjörnu sem enn er að dragast saman á leið sinni að meginröðinni.

[3] Stjörnufræðingarnir notuðu AMBER mælitækið (Astronomical Multi-BEam combineR) og VLTI til að sameina ljósið sem allir fjórir 8,2 metra breiðu VLT sjónaukarnir söfnuðu. Þannig varð til 130 metra breiður „sýndarsjónauki“.

[4] NACO (eða NAOS-CONICA) er aðlögunarsjóntæki Very Large Telescope ESO. Með aðlögunarsjóntækni geta stjörnufræðingar dregið úr áhrifum lofthjúpsins á ljósið frá stjörnunum og þannig gefið mjög skarpar myndir. Rannsóknarteymið notaði NACO með nýstárlegri aðferð sem kallast dreifð ljósopshyljun (e. sparse aperture masking, SAM) í leit að fylgihnetti. Þetta er afbrigði víxlmælis sem nýtir mismunandi hluta spegils eins sjónauka (í þessu tilviki VLT sjónaukana 4) í stað þess að sameina ljós frá mörgum sjónaukum eins og í tilviki VLTI. Þessi nýja aðferð þykir sérstaklega góð til að finna dauf fyrirbæri í nánd við annað bjart. VLTI/AMBER hentar betur til rannsókna á uppbyggingu innri skífunnar og er ekki eins næmt í leit að fjarlægum fylgihnetti.

[5] Stjörnufræðingarnir leituðu að fylgihnettinum með NACO í tveimur mismunandi litrófslínum í kringum 2,2 míkrómetra og 3,8 míkrómetra bylgjulengd. Fylgihnöttur sést eingöngu á lengri bylgjulengdinni svo hér er annað hvort um að ræða kalt fyrirbæri eða brúnan dverg hulinn ryki.

[6] Brúnir dvergar eru hnettir sem eru milli stjarna og reikistjarna að stærð. Þeir eru ekki nógu massamiklir til þess að kjarnasamruni verði kjarna þeirra en eru þó nokkru stærri en gasrisar á borð við Júpíter.

Frekari upplýsingar

Skýrt er frá þessum rannsóknum í tveimur greinum í tímaritinu Astronomy & Astrophysics: Olofsson et al. 2011, „Warm dust resolved in the cold disk around TCha with VLTI/AMBER“ og Huélamo et al. 2011, „A companion candidate in the gap of the T Cha transitional disk“.

Í rannsóknahópnum eru J. Olofsson (Max-Planck-Institut für Astronomie [MPIA] í Heidelberg í Þýskalandi), M. Benisty (MPIA), J.-C. Augereau (Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble [IPAG] í Frakklandi) C. Pinte (IPAG), F. Ménard (IPAG), E. Tatulli (IPAG), J.-P. Berger (ESO, Santiago í Chile), F. Malbet (IPAG), B. Merín (Herschel Science Centre í Madrid á Spáni), E. F. van Dishoeck (Leiden University í Hollandi), S. Lacour (Observatoire de Paris í Frakklandi), K. M. Pontoppidan (California Institute of Technology í Bandaríkjunum), J.-L. Monin (IPAG), J. M. Brown (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik í Garching í Þýskalandi), G. A. Blake (California Institute of Technology), N. Huélamo (Centro de Astrobiología hjá ESAC á Spáni), P. Tuthill (University of Sydney í Ástralíu), M. Ireland (University of Sydney), A. Kraus (University of Hawaii) og G. Chauvin (Université Joseph Fourier, Grenoble í Frakklandi).

Tenglar

Tengiliðir

Sævar Helgi Bragason
University of Iceland
Reykjavik, Iceland
Cell: +354-896-1984
Email: saevar@stjornuskodun.is

Dr. Nuria Huélamo
LAEFF-Center of Astrobiology - ESAC campus
Madrid, Spain
Tel: +34 91 813 1234
Email: nhuelamo@cab.inta-csic.es

Dr. Johan Olofsson
Max Planck Institute for Astronomy
Heidelberg, Germany
Tel: +49 6221 528 353
Email: olofsson@mpia.de

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT and Survey Telescopes Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 151 1537 3591
Email: rhook@eso.org

Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso1106.

Tengdar myndir

  • T Cha, rykskífa, sólkerfi, reikistjarnaSýn listamanns á rykskífuna sem umlykur ungu stjörnuna T Cha. Með Very Large Telescope ESO hefur komið í ljós að skífan er tvískipt: Nálægt stjörnunni er mjór rykhringur en afgangurinn er mun lengra frá. Fylgihnötturinn sem fundist hefur í geilinni í skífunni er annað hvort brúnn dvergur eða stór reikistjarna. Mynd: ESO/L. Calçada
  • stjörnukort, stjörnumerki, Kamelljónið, T ChaStaðsetning stjörnunnar T Cha í stjörnumerkinu Kamelljóninu. Kortið sýnir flestar þær stjörnur sem sjást með berum augum við góðar aðstæður en stjarnan sjálf er afmörkuð með rauðum hring. Stjarnan er of dauf til að sjást með berum augum en sést auðveldlega í gegnum litla stjörnusjónauka. Kort: IAU, S&T og Stjörnufræðivefurinn
  • T Cha, Digitized Sky Survey 2, KamelljóniðÁ þessari víðmynd sést svæðið í kringum stjörnuna T Cha. Hún var búin til úr myndum sem teknar voru í gegnum rauða og bláa síu í Digitzed Sky Survey 2 kortlagningarverkefninu. Stjarnan er nálægt miðju. Hluti ryksins sem tengist þessu stjörnumyndunarsvæði sést naumlega í bakgrunninum, sér í lagi ofarlega vinstra megin. Mynd: ESO og Digitized Sky Survey 2. Þakkir: Davide De Martin
  • T Cha, Digitized Sky Survey 2, KamelljóniðStaðsetning stjörnunnar T Cha merkt. Mynd: ESO og Digitized Sky Survey 2. Þakkir: Davide De Martin
  • Very Large Telescope, VLT, ESO, ParanalVery Large Telescope (VLT) ESO á Cerro Paranal í Chile. VLT er fullkomnasta stjörnustöð heims og samanstendur af fjórum 8,2 metra breiðum sjónaukum auk fjögurra 1,8 metra hjálparsjónauka. Allir sjónaukarnir geta starfað saman og þannig myndað risastóran víxlmæli. Stjörnustöðin er í Atacamaeyðimörkinni í Chile í 2.600 metra hæð yfir sjávarmáli. Mynd: Iztok Boncina/ESO