Przejdź do głównej zawartości

Jak wirują dyski wokół młodych protogwiazd

Jak powstają gwiazdy i planety? Naukowcy są teraz o krok bliżej ustalenia warunków powstawania dysków protogwiazdowych. Obserwacje trzech układów we wczesnych stadiach powstawania gwiazd w obłoku Perseusza pokazały, że profil momentu pędu w tych układach jest pomiędzy tym, którego oczekuje się dla ciała stałego a czystą turbulencją. Odkrycia te mogą doprowadzić do bardziej realistycznych warunków początkowych dla symulacji numerycznych tworzenia się dysku.


Główne etapy formowania się gwiazd i planet są dobrze znane: gęsty, obłok  międzygwiazdowy zapadnie się pod wpływem własnej grawitacji; tworzy się jądro centralne jak również dysk protogwiazdowy ze względu na zachowanie momentu pędu. W końcu, po około 100 000 lat, gwiazda stanie się wystarczająco gęsta, aby wywołać fuzję jądrową w swoim centrum i zacząć świecić, podczas gdy w dysku zaczną tworzyć się planety. Ale wciąż jest wiele otwartych pytań dotyczących szczegółów tego procesu, np. jaka jest rola momentu pędu w tworzeniu dysku lub w jaki sposób dysk okołogwiazdowy gromadzi większość swojej masy?

Międzynarodowy zespół pod przewodnictwem Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (MPE) zaobserwował obecnie trzy najmłodsze protogwiazdowe źródła w obłoku molekularnym Perseusza. Źródła te znajdują się blisko krawędzi w płaszczyźnie nieba, umożliwiając badanie prędkości rozkładu gęstego obłoku.

„Po raz pierwszy byliśmy w stanie przeanalizować kinematykę gazu wokół trzech dysków okołogwiazdowych we wczesnych stadiach ich powstawania. Wszystkie układy mogą pasować do tego samego modelu, który dał nam pierwszą wskazówkę, że gęste obłoki nie rotują tak samo, jak ciała stałe” – stwierdza Jaime Pineda, który prowadził badanie w MPE. Rotacja ciała stałego jest najprostszym założeniem, które opisuje gaz w gęstym obłoku ze stałym kątem prędkości na dowolnym promieniu. Model najlepiej opisujący wszystkie trzy układy znajduje się pomiędzy tymi oczekiwaniami dla rotacji ciała stałego i czystej turbulencji.

Ponadto, porównując te obserwacje z poprzednimi modelami numerycznymi, jasne jest, że pola magnetyczne odgrywają rolę w tworzeniu tych dysków: „Jeżeli pole magnetyczne jest uwzględnione, daje to pewność, że kolaps nie jest zbyt szybki, a rotacja gazu odpowiada tej zaobserwowanej. Nasze najnowsze obserwacje dają nam górną granicę rozmiarów dysków, co jest w dużej mierze zgodne z poprzednimi badaniami” – wyjaśnia Pineda.

W szczególności specyficzny moment pędu opadającej materii jest bezpośrednio związany z możliwym maksymalnym promieniem keplerowskiego dysku protogwiazdowego. Zakładając, że masa gwiazdowa wynosi około 5% masy naszego Słońca, naukowcy szacują, że górna granica keplerowskiego dysku wynosi, zgodnie z wcześniejszymi szacunkami, około 60 jednostek astronomicznych (AU), czyli około dwa razy więcej, niż nasz układ planetarny. Sugeruje to, że duże dyski (większych, niż 80 AU) nie mogą się formować na wczesnym etapie życia gwiazdy, a zatem wpływać na punkt początkowy dla scenariusza formowania się planet.

Następnym krokiem astronomów będzie obserwacja takich układów na różnych etapach ich ewolucji oraz w różnych środowiskach, aby sprawdzić, czy wpływają one na określony profil momentu pędu. Odkrycia te można następnie włączyć do symulacji numerycznych lub porównać z nimi, aby lepiej zrozumieć koewolucję gęstego jądra tworzącego gwiazdę i otaczający ją dysk protoplanetarny.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

Popularne posty z tego bloga

Wykryto największą eksplozję w historii Wszechświata

Naukowcy badający odległą gromadę galaktyk odkryli największą eksplozję obserwowaną we Wszechświecie od czasów Wielkiego Wybuchu.

Wybuch pochodził z supermasywnej czarnej dziury w centrum odległej o setki milionów lat świetlnych stąd galaktyki. W trakcie eksplozji zostało uwolnione pięć razy więcej energii, niż przy poprzednim ówczesnym najpotężniejszym wybuchu.
Astronomowie dokonali tego odkrycia przy użyciu danych z obserwatorium rentgenowskiego Chandra i XMM-Newton, a także danych radiowych z Murchison Widefield Array (MWA) w Australii i Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) w Indiach.
Ten potężny wybuch został wykryty w gromadzie galaktyk Ophiuchus, która znajduje się około 390 mln lat świetlnych stąd. Gromady galaktyk to największe struktury we Wszechświecie utrzymywane razem przez grawitację, zawierające tysiące pojedynczych galaktyk, ciemną materię i gorący gaz.
W centrum gromady Ophiuchus znajduje się duża galaktyka zawierająca supermasywną czarną dziurę. Naukowcy uważają, że źró…

Odkryto najbliższą znaną „olbrzymią planetę niemowlęcą”

Nowonarodzona masywna planeta znajduje się zaledwie 100 parseków od Ziemi.

Naukowcy odkryli nowonarodzoną masywną planetę bliższą Ziemi niż jakikolwiek tego typu obiekt w podobnym wieku. Olbrzymia niemowlęca planeta, nazwana 2MASS 1155-7919 b, znajduje się w asocjacji Epsilon Chamaeleontis i leży tylko około 330 lat świetlnych od naszego Układu Słonecznego.
„Ciemny, chłodny obiekt, który znaleźliśmy, jest bardzo młody i ma zaledwie 10 mas Jowisza, co oznacza, że prawdopodobnie patrzymy na planetę niemowlęcą, być może wciąż w fazie formowania się. Chociaż zostało odkrytych wiele innych planet podczas misji Kepler i innych podobnych, prawie wszystkie z nich są planetami ‘starymi’. Obiekt ten jest jednocześnie czwartym lub piątym przykładem planety olbrzymiej krążącej tak daleko od swojej gwiazdy macierzystej. Teoretycy usiłują wyjaśnić, w jaki sposób się tam uformowały lub jak tam dotarły” – powiedziała Annie Dickson-Vandervelde, główna autorka pracy.
Do odkrycia naukowcy wykorzystali dane…

Czy rozwiązano tajemnicę ekspansji Wszechświata?

Badacz z Uniwersytetu Genewskiego rozwiązał naukową kontrowersję dotyczącą tempa ekspansji Wszechświata, sugerując, że na dużą skalę nie jest ono całkowicie jednorodne.


Ziemia, Układ Słoneczny, cała Droga Mleczna i kilka tysięcy najbliższych nam galaktyk porusza się w ogromnym „bąblu” o średnicy 250 mln lat świetlnych, gdzie średnia gęstość materii jest o połowę mniejsza niż w pozostałej części Wszechświata. Taka jest hipoteza wysunięta przez fizyka teoretyka z Uniwersytetu Genewskiego (UNIGE) jako rozwiązanie zagadki, która od dziesięcioleci dzieli społeczność naukową: z jaką prędkością rozszerza się Wszechświat? Do tej pory co najmniej dwie niezależne metody obliczeniowe osiągnęły dwie wartości różniące się o około 10% z odchyleniem, które jest statystycznie nie do pogodzenia. Nowe podejście usuwa tę rozbieżność bez korzystania z „nowej fizyki”.
Wszechświat rozszerza się od czasu Wielkiego Wybuchu, który miał miejsce 13,8 mld lat temu – propozycja po raz pierwszy przedstawiona przez b…