Przejdź do głównej zawartości

Centrum gromady gwiazd Westerlund 2 nie sprzyja tworzeniu się planet

Astronomowie korzystający z teleskopu Hubble’a odkrywają, że chaotyczny obszar centralny masywnej, zatłoczonej gromady gwiazd Westerlund 2 jest trudnym miejscem dla formowania się planet. Znajdująca się 20 000 lat świetlnych stąd Westerlund 2 jest wyjątkowym laboratorium do badania gwiezdnych procesów ewolucyjnych, ponieważ jest względnie bliska, dość młoda i zawiera dużą populację gwiazd.


Trzyletnie badanie Westerlund 2 pokazało, że dyski protoplanetarne otaczające gwiazdy w pobliżu centrum gromady są w tajemniczy sposób pozbawione dużych, gęstych obłoków pyłu, które za kilka milionów lat mogłyby się stać planetami.

Jednak obserwacje pokazują, że gwiazdy na obrzeżach gromady mają na swoich dyskach ogromne obłoki pyłu tworzące planety. Naukowcy sądzą, że nasz Układ Słoneczny zastosował tę formułę, gdy tworzył się 4,6 mld lat temu.

Dlaczego więc niektóre gwiazdy w Westerlund 2 mają trudności z formowaniem planet, a inne nie? Wygląda na to, że tworzenie się planet zależy od lokalizacji. Najbardziej masywne i najjaśniejsze gwiazdy w gromadzie skupiają się w rdzeniu, co potwierdzają obserwacje innych obszarów gwiazdotwórczych. Centrum gromady zawiera co najmniej 30 niezwykle masywnych gwiazd, niektóre o masie nawet 80 Słońc. Ich parzące promieniowanie UV i huraganowe wiatry gwiazdowe naładowanych cząsteczek rozpalają dyski wokół sąsiednich gwiazd o mniejszej masie, rozpraszając olbrzymie obłoki pyłu.

„Zasadniczo, jeżeli gwiazdy są monstrualne, ich energia zmieni właściwości dysków wokół pobliskich, mniej masywnych gwiazd. Być może dyski nadal pozostaną, ale gwiazdy zmieniają skład pyłu na nich, więc trudniej jest stworzyć stabilne struktury, które ostatecznie doprowadzą do powstania planet. Uważamy, że pył albo wyparuje za milion lat, albo zmieni się pod względem składu i wielkości tak dramatycznie, że planety nie będą miały budulców do uformowania się” – wyjaśniła Elena Sabbi, główna badaczka Hubble’a.

Po raz pierwszy obserwacje Hubble’a analizują wyjątkowo gęstą gromadę gwiazd, aby zbadać, które środowiska sprzyjają tworzeniu się planet. Naukowcy wciąż jednak debatują, czy duże gwiazdy rodzą się w centrum, czy też tam migrują. Westerlund 2 ma już w swoim centrum masywne gwiazdy, mimo, że jest stosunkowo młodym układem sprzed 2 mld lat.

Korzystając z WFC3 teleskopu Hubble’a, naukowcy odkryli, że spośród prawie 5000 gwiazd w Westerlund 2 o masach w przedziale od 0,1 do 5 mas Słońca, 1500 wykazuje fluktuacje światła, gdy gwiazdy akreują materię ze swoich dysków. Orbitująca materia zbita w dysk tymczasowo zablokowała by część światła gwiazd, powodując wahania jasności.

Jednak Hubble wykrył sygnaturę takiej materii krążącej tylko wokół gwiazd poza ciasnym centralnym obszarem gromady. Teleskop obserwował duże spadki jasności, nawet 10-20 dni, u około 5% gwiazd, zanim powróciły do normalnej jasności. Nie wykryli tych spadków jasności wśród gwiazd przebywających w odległości czterech lat świetlnych od centrum gromady. Wahania te mogą być spowodowane dużymi grudkami pyłu przechodzącymi przed gwiazdami. Grudki znajdowałyby się w dysku nachylonym prawie krawędzią do obserwatora. „Uważamy, że grudki są planetozymalami lub strukturami formującymi. Mogą to być nasiona, z których ostatecznie powstaną planety w bardziej rozwiniętych układach. Są to układy, których nie widzimy w pobliżu bardzo masywnych gwiazd. Widzimy je tylko w układach poza centrum” – mówi Sabbi.

Dzięki Hubble’owi astronomowie mogą teraz zobaczyć, jak gwiazdy akreują w środowiskach podobnych do wczesnego Wszechświata, gdzie gromady gwiazd były zdominowane przez monstrualne gwiazdy. Jak dotąd najbardziej znanym pobliskim gwiezdnym środowiskiem zawierającym masywne gwiazdy jest region rodzenia się gwiazd w Mgławicy Oriona. Jednak Westerlund 2 jest bogatszym celem ze względu na większą populację gwiazd.

Ta gromada będzie doskonałym laboratorium do dalszych obserwacji z użyciem przyszłego Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, obserwatorium na podczerwień. Hubble pomógł astronomom zidentyfikować gwiazdy o możliwych strukturach planetarnych. Dzięki JWST naukowcy będą mogli badać, które dyski wokół gwiazd nie akreują materii, a które dyski wciąż zawierają materię mogącą budować planety.

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…