• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Vid planetbildning, dess plats, plats, plats

    Den lysande gobelängen av unga stjärnor som blossar till liv liknar ett glittrande fyrverkeri i den här bilden av rymdteleskopet Hubble. Den gnistrande mittpunkten i denna fyrverkerishow är en gigantisk klunga av tusentals stjärnor som kallas Westerlund 2. Klungan ligger i en häftig stjärnhäckningsplats känd som Gum 29, ligger 20, 000 ljusår bort från jorden i stjärnbilden Carina. Hubbles Wide Field Camera 3 genomborrade den dammiga slöjan som höljde den stellar barnkammaren i nära-infrarött ljus, ger astronomerna en klar bild av nebulosan och den täta koncentrationen av stjärnor i centralhopen. Klustret mäter mellan sex ljusår och 13 ljusår i diameter. Kredit:NASA, ESA, Hubble Heritage Team (STScI/AURA), A. Nota (ESA/STScI) och Westerlund 2 Science Team

    Astronomer som använder NASA:s rymdteleskop Hubble upptäcker att det är svårt för planeter att bildas i den grova och tumlande centrala delen av massivet, fullsatt stjärnhopen Westerlund 2. Ligger 20, 000 ljusår bort, Westerlund 2 är ett unikt laboratorium för att studera stjärnors evolutionära processer eftersom det är relativt nära, ganska ung, och innehåller en stor stjärnpopulation.

    En treårig Hubble-studie av stjärnor i Westerlund 2 avslöjade att föregångarna till planetbildande skivor som omger stjärnor nära klustrets centrum på mystiskt sätt saknar stora, täta moln av damm som om några miljoner år kan bli planeter.

    Dock, observationerna visar att stjärnor i klustrets periferi har de enorma planetbildande stoftmolnen inbäddade i sina skivor. Forskare tror att vårt solsystem följde detta recept när det bildades för 4,6 miljarder år sedan.

    Så varför har vissa stjärnor i Westerlund 2 svårt att bilda planeter medan andra inte har det? Det verkar som att planetbildningen beror på platsen, plats, plats. De mest massiva och ljusstarkaste stjärnorna i klustret samlas i kärnan, vilket verifieras av observationer av andra stjärnbildande regioner. Klustrets centrum innehåller minst 30 extremt massiva stjärnor, vissa väger upp till 80 gånger solens massa. Deras blåsande ultravioletta strålning och orkanliknande stjärnvindar av laddade partiklar blåser skivor runt angränsande stjärnor med lägre massa, skingra de gigantiska dammmolnen.

    "I grund och botten, om du har monsterstjärnor, deras energi kommer att förändra egenskaperna hos skivorna i närheten, mindre massiva stjärnor, " förklarade Elena Sabbi, från Space Telescope Science Institute i Baltimore och huvudforskare av Hubble-studien. "Du kanske fortfarande har en disk, men stjärnorna ändrar sammansättningen av dammet i skivorna, så det är svårare att skapa stabila strukturer som så småningom kommer att leda till planeter. Vi tror att dammet antingen förångas på 1 miljon år, eller så förändras den i sammansättning och storlek så dramatiskt att planeterna inte har byggstenarna att bilda."

    Hubble-observationerna representerar första gången som astronomer analyserade en extremt tät stjärnhop för att studera vilka miljöer som är gynnsamma för planetbildning. Forskare, dock, diskuterar fortfarande om skrymmande stjärnor föds i centrum eller om de vandrar dit. Westerlund 2 har redan massiva stjärnor i sin kärna, även om det är en förhållandevis ung, 2 miljoner år gammalt system.

    Med hjälp av Hubbles bredfältskamera 3, forskarna fann att av de nästan 5, 000 stjärnor i Westerlund 2 med massor mellan 0,1 och 5 gånger solens massa, 1, 500 av dem visar fluktuationer i sitt ljus när stjärnorna samlar material från sina skivor. Ett kretsande material som klumpas inuti skivan skulle tillfälligt blockera en del av stjärnljuset, orsaka fluktuationer i ljusstyrkan.

    Dock, Hubble upptäckte signaturen av sådant kretsande material endast runt stjärnor utanför klustrets packade centrala område. Teleskopet såg stora fall i ljusstyrka under så mycket som 10 till 20 dagar runt 5 % av stjärnorna innan de återgick till normal ljusstyrka. De upptäckte inte dessa sänkningar i ljusstyrka i stjärnor som bor inom fyra ljusår från mitten. Dessa fluktuationer kan orsakas av stora dammklumpar som passerar framför stjärnan. Klumparna skulle vara i en skiva som lutade nästan kanten till utsikten från jorden. "Vi tror att de är planetesimaler eller strukturer i formation, " Sabbi förklarade. "Dessa kan vara frön som så småningom leder till planeter i mer utvecklade system. Det här är de system vi inte ser i närheten av mycket massiva stjärnor. Vi ser dem bara i system utanför centrum."

    Tack vare Hubble, astronomer kan nu se hur stjärnor ansamlas i miljöer som är som det tidiga universum, där kluster dominerades av monsterstjärnor. Än så länge, den mest kända närliggande stjärnmiljön som innehåller massiva stjärnor är stjärnfödelseregionen i Orionnebulosan. Dock, Westerlund 2 är ett rikare mål på grund av sin större stjärnpopulation.

    "Hubbles observationer av Westerlund 2 ger oss en mycket bättre känsla för hur stjärnor med olika massor förändras över tiden, och hur kraftfulla vindar och strålning från mycket massiva stjärnor påverkar närliggande stjärnor med lägre massa och deras skivor, Sabbi sa. "Vi ser, till exempel, att stjärnor med lägre massa, som vår sol, som är nära extremt massiva stjärnor i klustret har fortfarande skivor och kan fortfarande samla ihop material när de växer. Men strukturen på deras skivor (och därmed deras planetbildande förmåga) verkar skilja sig mycket från den hos skivor runt stjärnor som bildas i en lugnare miljö längre bort från klusterkärnan. Denna information är viktig för att bygga modeller av planetbildning och stjärnutveckling."

    Detta kluster kommer att vara ett utmärkt laboratorium för uppföljande observationer med NASA:s kommande James Webb rymdteleskop, ett infrarött observatorium. Hubble har hjälpt astronomer att identifiera stjärnorna som har möjliga planetstrukturer. med Webb, forskare kan studera vilka skivor runt stjärnor som inte ansamlas material och vilka skivor som fortfarande har material som kan byggas upp till planeter. Denna information om 1, 500 stjärnor gör det möjligt för astronomer att kartlägga en väg om hur stjärnsystem växer och utvecklas. Webb kan också studera diskarnas kemi i olika evolutionära faser och se hur de förändras, och hjälpa astronomer att avgöra vilken påverkan miljön spelar i deras utveckling.

    NASA:s romerska rymdteleskop Nancy Grace, ett annat planerat infrarött observatorium, kommer att kunna utföra Sabbis studie på ett mycket större område. Westerlund 2 är bara en liten bit av en enorm stjärnbildande region. Dessa stora regioner innehåller stjärnhopar med olika åldrar och olika tätheter. Astronomer kan använda romerska rymdteleskopobservationer för att börja bygga upp statistik om hur en stjärnas egenskaper, som dess massa eller utflöden, påverka dess egen utveckling eller karaktären hos stjärnor som bildas i närheten. The observations could also provide more information on how planets form in tough environments.

    Sabbi's team's results appeared in The Astrofysisk tidskrift .


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com