ALMA observationer av en ung protostjärna cirka 450 ljusår bort. Med hjälp av dessa bilder, astronomer från Niels Bohr Institutet har för första gången kunnat studera hur en virvelvind lyfts från en roterande skiva av damm och gas som omger den unga stjärnan. Blå färg indikerar gas som rör sig mot oss medan den röda färgen indikerar gas som rör sig bort från oss. Kredit:P. Bjerkeli et al./ESASky/ESAC, Spanien
Forskare från Niels Bohr Institutet har använt ALMA-teleskopen för att observera de tidiga stadierna i bildandet av ett nytt solsystem. För första gången har de sett hur en kraftig virvelvind skjuter ut från den roterande skivan av gas och damm som omger den unga stjärnan. Resultaten har publicerats i den prestigefyllda vetenskapliga tidskriften, Natur .
Ett nytt solsystem bildas i ett stort moln av gas och damm som drar ihop sig och kondenserar på grund av tyngdkraften och så småningom blir så kompakt att centrum kollapsar till en gaskula där trycket värmer materialet, vilket resulterar i en glödande gasklot, en stjärna. Resterna av gas- och stoftmolnet roterar runt den nybildade stjärnan i skiva där materialet börjar samlas och bilda allt större klumpar, som äntligen blir planeter.
I samband med de nybildade stjärnorna, kallas protostjärnor, forskare har observerat kraftfulla strålar av virvelvindar och utflöden, så kallade jets. Men innan nu, ingen hade observerat hur dessa vindar bildas.
"Med ALMA-teleskopen, vi har observerat en protostjärna i ett mycket tidigt skede. Vi ser hur vinden, som en tornado, lyfter upp material och gas från den roterande skivan, som håller på att bilda ett nytt solsystem, " förklarar Per Bjerkeli, en postdoc i astrofysik och planetvetenskap vid Niels Bohr Institutet vid Köpenhamns universitet och Chalmers Tekniska Högskola i Sverige.
Detta är ett konstnärsintryck av virvelvinden som lyfts upp från den protoplanetära skivan runt de cirka 100, 000 år gammal protostjärna, TMC1A. Kredit:Per Bjerkeli/David Lamm/BOID
Saktar ner saker och ting
ALMA-observatoriet (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) består av 66 teleskop som observerar med en upplösning som motsvarar en spegel med en diameter på upp till 16 km. Den observerade protostjärnan ligger 450 ljusår bort. Det motsvarar 30 miljoner gånger avståndet mellan jorden och solen. På detta avstånd, forskarna har nu observerat detaljer om protostjärnor som aldrig tidigare setts.
"Under sammandragningen av gasmolnet, materialet börjar rotera snabbare och snabbare precis som en konståkare som gör en piruett snurrar snabbare genom att dra armarna nära kroppen. För att bromsa rotationen, energin måste föras bort. Detta händer när den nya stjärnan avger vind. Vinden bildas i skivan runt protostjärnan och roterar därmed tillsammans med den. När denna roterande vind rör sig bort från protostjärnan, den tar alltså med sig en del av rotationsenergin och dammet och gasen nära stjärnan kan fortsätta att dra ihop sig, " förklarar Per Bjerkeli.
Tidigare, vi trodde att den roterande vinden härrörde från mitten av den roterande skivan av gas och damm, men de nya observationerna tyder på annat.
"Vi kan se att den roterande vinden bildades över hela skivan. Som en tromb, den lyfter upp material från gas- och dammmolnet och någon gång släpper vinden sitt grepp om molnet, så att materialet flyter fritt. Detta får till följd att molnets rotationshastighet bromsas och därmed kan den nya stjärnan hålla ihop och i processen ackumuleras materialet i den roterande gas- och stoftskivan och bildar planeter, " förklarar Jes Jørgensen, Docent i astrofysik och planetvetenskap vid Niels Bohr Institutet och Center for Star and Planet Formation vid Köpenhamns universitet. Nästa sak som forskarna vill ta reda på är om det släppta materialet är helt bortblåst eller om det någon gång faller tillbaka på skivan och blir en del av det planetbildande systemet.
