Varje år, ungefär två jordmassor av material strömmar till den unga stjärnans skiva V346 Inte heller från dess omgivning, att hamna på stjärnan och orsaka ljusning. Det svårt att se fenomenet fångades av en ungerskt ledd forskargrupp som använde ALMA, det största astronomiska teleskopet på jorden. Observationen hjälper till att förstå ett nyckelfenomen:hur circumstellar diskar utvecklas och i slutändan bildar planeter.

Nya planeter föds i universum varje sekund. De mest intressanta är de som liknar jorden, särskilt om de har möjlighet att hysa liv.

Fram till för några decennier sedan, endast uppskattningar och modellprognoser fanns tillgängliga för att beskriva var och hur beboeliga planeter eller obeboende planeter föds.

Nu för tiden, tack vare de största teleskopen, situationen är annorlunda:Astronomer kan skymta detaljerna i stjärnbildning och planetbildning och lära sig mer om omständigheterna vid deras födelse.

Viktiga framsteg har gjorts på detta område av ett team som samordnats av ungerska forskare. Det senaste numret av Astrofysisk tidskrift publicerade en artikel av Ágnes Kóspál och medarbetare, där de studerar den unga stjärnan V346 Nor och dess omgivning. V346 Inte heller är en protostjärna bara några hundra tusen år gammal med 0,1 solmassa, men det växer fortfarande. Det är möjligt att planeter för närvarande bildas runt den. Det är ett idealiskt mål för att analysera vilka faktorer som bestämmer egenskaperna hos de formande planeterna och deras omgivning. För detta, det är viktigt att känna till sammansättningen, temperatur, och kornstorlek på skivan där planeterna växer.

Den yttre delen av systemet består av en stor, tunt hölje från vilket gas och damm strömmar mot mitten. I mitten, det finns en platt disk, där den nyfödda stjärnan fångar material från skivans inre kant. Den yttre delen av skivan fylls på med det infallande kuvertet. Hastigheten för detta senare flöde mättes exakt av det ungerska ledda laget för första gången, och visar sig vara ungefär en miljonte solmassa (eller två jordmassor) per år.

Det största teleskopet för att fånga de minsta detaljerna

ALMA (Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array) radioantennsystem ligger i den torra Atacamaöknen på en höjd av 5000 meter över havet.

När den är klar, den kommer att bestå av 66 radioteleskop med rätter på 12 och 7 meter i diameter, varav de flesta redan är på plats och fungerar.

Instrumentet kan detektera elektromagnetisk strålning från himlen med våglängder mellan 350 mikrometer och 3 millimeter. Detta spektralintervall möjliggör studier av de tätaste delarna av stjärnbildande regioner och miljön hos unga stjärnor, som inte kan observeras i optiskt ljus.

Experter från Research Center for Astronomy and Earth Sciences vid den ungerska vetenskapsakademien tog bilder av den unga stjärnan V346 Nor och dess miljö i en rumslig upplösning på en bågsekund och analyserade strukturen och rörelsen för det gasformiga materialet. Målet är ett ungt utbrott, en stjärna i huvudföljden som fortfarande växer genom att fånga material från sin omgivning. Energiproduktionen för sådana objekt varierar med tiden, beroende på det faktiska materialflödet från skivan till stjärnan. På grund av den ojämna transporten av material, ibland händer spektakulära utbrott. Under dessa tider, skivan värms upp och dess material transformeras när dammkornen kristalliserar, som de ungerska forskarna upptäckte för några år sedan.

Även om många detaljer är osäkra i denna process, Ágnes Kóspál och hennes kollegor identifierade och studerade ett ännu mindre välkänt fenomen i systemet.

Vi vet att disken ger material till protostjärnan, men hur skivan tar emot material från det omgivande diffusa kuvertet har varit okänt.

Infallhastigheten på disken är mycket högre än hastigheten från disken till stjärnan, så behåller skivan materialet ett tag. Mass-transporten från skiva till stjärna är vanligtvis ganska långsam, och det ökar bara ibland, när det orsakar en ljusning. De ungerska forskarna visade kvantitativt för första gången hur mycket material som faller från kuvertet på disken, där den ackumuleras och faller på stjärnan i ojämn takt.

Forskarna kartlade platsen och rörelsen för skivmaterialet med hjälp av mätningar av kolmonoxidmolekylens spektrallinje och dammets 1,3 millimeter utsläpp. Gasen och dammet är det tätaste i den centrala 350 AU -regionen runt den centrala stjärnan. Här, skivmaterialets rotationsrörelse bestäms av tyngdfältet för den centrala stjärnan. Längre ut, det finns en platt, diskliknande struktur, en så kallad pseudodisk, vars rörelse är en kombination av infall och rotation, bevara vinkelmomentet i det omgivande höljet.

Enligt de nya ALMA -mätningarna, pseudoskivan tar emot två jordmassor av material varje år, som är betydligt större än massuppsamlingshastigheten för den centrala protostjärnan.

Observationerna ger det första direkta beviset på att utbrott av så unga stjärnobjekt sker när så mycket material ackumuleras i den inre skivan att det blir instabilt och massflödet till stjärnan blir mycket snabbare ett tag.

Ungerskt ledat internationellt lag

"Detta är den första direkta mätningen av en felaktig överensstämmelse mellan kuvert-till-skiva och disk-till-stjärnas massflöde i en ung utbrottstjärna, "säger Ágnes Kóspál. Den ungerskt ledda internationella gruppen tog fördel av ALMA:s rumsliga upplösning och känslighet i sin upptäckt. Bakgrundskunskapen för studien levererades till stor del av MTA CSFK Disk Research Group, ett team som bildades 2014 vid Konkoly -observatoriet för att studera dynamiken i såväl circumstellära diskar som stjärn- och planetbildning under ALMA -eran. Detta projekt gav ramarna för analysmetoderna för denna studie.

Detta ämne är lovande, eftersom utbrott av unga stjärnor antas ha en direkt effekt på skivmaterialet. I V346 Nor -systemet, det kan redan finnas planetesimaler som så småningom kommer att bilda exoplaneter, även om de flesta kommer att falla i stjärnan eller kommer att förstöras av utbrotten. Under de kommande decennierna, Ágnes Kóspál och hennes medarbetare planerar att förstå dessa dynamiska skivor och belysa de steg som leder till planetbildning och de faktorer som påverkar det.