Nové snímky relatívne blízkeho protoplanetárneho disku, urobené teleskopom Subaru na Mauna Kea, ukazujú podivné oblúky v tvare banánov obklopujúce centrálne jadro. Najpravdepodobnejším vysvetlením týchto oblúkov je to, že hviezda obieha iný predmet; buď hviezda spoločníka alebo veľká planéta, a gravitačná interakcia tohto spoločníka deformuje disk materiálu. Protoplanetárny disk, známy ako HT142527, sa nachádza 650 svetelných rokov od Zeme.
Bližší pohľad na protoplanetárny disk okolo mladej hviezdy dvoma tímami astronómov používajúcich teleskop Subaru na Mauna Kea viedol k neočakávanému objaveniu dvoch oblúkov v tvare banánu oproti sebe. Disk, ktorý obklopuje hviezdu HD142527, tiež vykazuje medzeru, ktorá by mohla byť búrlivým miestom narodenia planéty, a predĺžený oblúk, ktorý by sa mohol vytvoriť pri nedávnom stretnutí s hviezdnym susedom. Tento objav dodáva ešte viac rozmanitosti ohromujúcej rozmanitosti protoplanetárnych tvarov diskov - od šišiek po špirály - ktoré astronómovia objavujú, keď študujú pôrodné plochy planét okolo iných hviezd.
Astronómovia použili dva rôzne nástroje na Subaru na pozorovanie disku okolo HD 142527. Tím z Nagoja University, Národného astronomického observatória Japonska / Univerzity postgraduálneho štúdia (NAOJ / Sokendai) a Kobe University pozoroval protoplanetárny disk pomocou Coronagraphic Imager s adaptívnou optikou (CIAO) v blízkej infračervenej oblasti pri 1,65 a 2,2 mikrónov s rozlíšením 0,13 sekundy. Tím umožnil tímu vidieť podrobnosti disku v mierke porovnateľnej s obežnou dráhou Uránu a Neptúna v našej vlastnej slnečnej sústave. Technológia adaptívnej optiky minimalizovala vplyv zemskej atmosféry na zlepšenie kvality obrazu. K úspešným pozorovaniam prispela aj koronografia, ktorá ukrývala centrálnu hviezdu, aby uľahčila detekciu slabého materiálu.
Ďalšia skupina pozorovaní vedcov z Tokijskej univerzity, Japonskej agentúry pre výskum vesmíru (JAXA), NAOJ / Sokendai a univerzity Ibaraki sa zamerala na protoplanetárny disk v strednej infračervenej vlnovej dĺžke 18,8 a 24,5 mikrónov pomocou chladenej stredo-infračervenej kamery Subaru. a Spectrograph (COMICS). Snímky s priestorovým rozlíšením 0,5 arcsekundy a 0,6 arcsekundy ukazujú žiarenie emitované diskom mimo 100 astronomických jednotiek alebo trojnásobnú vzdialenosť medzi Neptúnom a Slnkom. Je to po prvýkrát, čo bol v infračervenej oblasti v takej vzdialenosti detekovaný protoplanetárny disk.
Infračervené pozorovania sa tiež rozširujú bližšie k hviezde a odhaľujú jasnú medzeru medzi dvoma samostatnými štruktúrami: kompaktný disk s približne 80 astronomickými jednotkami v polomere a predĺžený disk, ktorý odráža tvar rozdelený na banány, ktorý je viditeľný pri pozorovaniach blízko infračerveného žiarenia a siaha do polomeru 170 astronomických jednotiek. Pri obrazoch blízko infračerveného aj stredného infračerveného žiarenia je rozdiel v jase na opačných stranách rozšíreného disku spôsobený naklonením disku. Strana vzdialená od nás je slabšia v blízkej infračervenej oblasti. V strede infračerveného žiarenia je jasnejší.
Stredné infračervené pozorovania tiež ukázali veľkosť prachových zŕn na disku a ich teplotu. Na základe týchto informácií bol tím schopný určiť, že zrnká prachu na disku rastú na veľkosti väčšie, ako je typické pre prach nachádzajúci sa medzi hviezdami.
Pred získaním týchto podrobných snímok astronómovia očakávali, že okolo mladých hviezd nájdu hladké disky. Posledné pozorovania diskov okolo hviezd GG Tauri a AB Aurigae však zmenili obraz. GG Tauri má disk v tvare šišky a disk okolo AB Aurigae má výrazne špirálovitý tvar. Konštrukcia „banánového split“ HD142527 sa teraz javí ako variácia na tému rôznych protoplanetárnych diskov.
Najpravdepodobnejším vysvetlením tvaru „banánového štiepenia“ HD 142527 je prítomnosť iného objektu obiehajúceho okolo hviezdy, omnoho stmavlejšej sprievodnej hviezdy alebo prípadne planéty. Rozšírený oblúk je s najväčšou pravdepodobnosťou spôsobený gravitačným ťahom prechádzajúcej hviezdy niekedy v posledných tisíc rokoch. Pretože astronómovia očakávajú, že sa väčšina hviezd narodí v skupinách spolu s inými hviezdami, mnoho funkcií novo zmapovaného disku HD142427 môže byť spoločné pre iné hviezdy narodené so spoločníkmi.
Nové obrázky sú prvými snímkami protoplanetárneho disku HD142527, aké sa kedy získali, a patria medzi veľmi málo príkladov úspešného priameho zobrazovania protoplanetárneho disku z pozemského ďalekohľadu. HD142527 leží len asi 650 svetelných rokov od Zeme, napriek turbulencii tejto hviezdy napriek turbulencii v atmosfére našej planéty je však jasné vykreslenie jej slabého protoplanetárneho disku veľmi ťažké.
dostať. Úspešné pozorovania, ktoré viedli k týmto výsledkom, sa spoliehali na veľkosť, stabilitu a umiestnenie ďalekohľadu Subaru a jeho prístrojov, spolu s použitím jeho adaptívnej optiky a koronografickej technológie.
Protoplanetárne disky a výhody infračerveného pozorovania
Aby sme pochopili, ako sa planéty tvoria, je dôležité sa učiť o protoplanetárnych diskoch. Tieto nahromadenia plynu a prachu obklopujú mladé hviezdy a sú pôrodnou pôdou pre planéty. Keď sa hviezda rodí a rastie, disk sa vytvára z rovnakého materiálu ako hviezda - plyn s malou prachovou zložkou.
V priebehu času sa prach v protoplanetárnych diskoch hromadí do väčších objektov, ktoré nakoniec vytvárajú protoplanety. Zrážajú sa a vytvárajú planéty. Astronómovia nedávno skúmali hviezdy staršie ako milión rokov, aby pochopili prašné prostredie, v ktorom sa planéty tvoria. Infračervené pozorovania sú obzvlášť účinnými nástrojmi, ktoré pomáhajú charakterizovať podrobné štruktúry okolo týchto hviezd.
Protoplanetárne disky emitujú svetlo v mnohých vlnových dĺžkach, vrátane viditeľných, infračervených a milimetrových vlnových dĺžok. Infračervené vlnové dĺžky prenášajú informácie o štruktúre, teplote a ďalších fyzikálnych vlastnostiach disku a jeho prachových častíc. Napriek tomu, dokonca aj pri infračervených pozorovaniach, je stále potrebné pozorovať ich. Protoplanetárne disky sú slabé v porovnaní s hviezdami, ktoré obklopujú, takže získanie obrázkov o nich môže byť ťažké.
Protoplanetárne disky odrážajú takmer infračervené svetlo od centrálnej hviezdy. Použitím technológie adaptívnej optiky môžu pozorovania v blízkej infračervenej oblasti odhaliť podrobnú štruktúru disku vo vysokom rozlíšení. Pretože však svetlo nepochádza priamo z disku, nenesie informácie o teplote a hustote disku.
Pri dlhších stredných infračervených vlnových dĺžkach rozlíšenie klesá, ale je možné pozorovať svetlo emitované samotným diskom, aby sa získali informácie o teplote disku. Pretože stredná hviezda je slabšia aj pri dlhších vlnových dĺžkach, je ľahšie študovať oblasti bližšie k hviezde pri stredných infračervených vlnových dĺžkach. Kombinácia pozorovaní na blízkych aj stredných infračervených vlnových dĺžkach poskytuje komplexnejší obraz protoplanetárnych diskov.
Tieto výsledky boli uverejnené v vydaniach Astrophysical Journal z 10. januára 2006 a 20. júna 2006. (ApJ 636: L153 a ApJ 644: L133)
Tento výskum získal podporu od japonského ministerstva školstva, kultúry, športu, vedy a techniky na výskumné oblasti pre vymedzené výskumné oblasti „Rozvoj výskumu extra solárnej planéty“.
Pôvodný zdroj: Subaru News Release
