Nya bilder från SPHERE-instrumentet på ESO:s Very Large Telescope avslöjar de dammiga skivorna som omger närliggande unga stjärnor i större detalj än vad som tidigare uppnåtts. De visar en bisarr variation av former, storlekar och strukturer, inklusive de sannolika effekterna av planeter som fortfarande håller på att bildas. Kredit:ESO/H. Avenhaus et al./E. Sissa et al./DARTT-S och SHINE samarbeten
SPHERE -instrumentet på ESO:s Very Large Telescope (VLT) i Chile gör att astronomer kan undertrycka det strålande ljuset från närliggande stjärnor för att få en bättre bild av regionerna som omger dem. Den här samlingen av nya SPHERE-bilder är bara ett exempel på det stora utbudet av dammiga skivor som finns runt unga stjärnor.
Dessa skivor är väldigt olika i storlek och form - vissa innehåller ljusa ringar, några mörka ringar, och vissa liknar till och med hamburgare. De skiljer sig också dramatiskt i utseende beroende på deras orientering på himlen - från cirkulära skivor med framsida till smala skivor som ses nästan på kanten.
SPHEREs primära uppgift är att upptäcka och studera gigantiska exoplaneter som kretsar kring närliggande stjärnor med hjälp av direktavbildning. Men instrumentet är också ett av de bästa verktygen som finns för att få bilder av skivorna runt unga stjärnor - regioner där planeter kan bildas. Att studera sådana skivor är avgörande för att undersöka kopplingen mellan skivegenskaper och planets bildande och närvaro.
Många av de unga stjärnorna som visas här kommer från en ny studie av T Tauri-stjärnor, en klass av stjärnor som är mycket unga (mindre än 10 miljoner år gamla) och varierar i ljusstyrka. Skivorna runt dessa stjärnor innehåller gas, damm, och planetesimals – byggstenarna för planeter och förfäderna till planetsystem.
Dessa bilder visar också hur vårt eget solsystem kan ha sett ut i de tidiga stadierna av dess bildande, för mer än fyra miljarder år sedan.
De flesta bilderna som presenterades erhölls som en del av DARTTS-S (Discs Around T Tauri Stars with SPHERE) undersökningen. Målens avstånd varierade från 230 till 550 ljusår från jorden. För jämförelse, Vintergatan är ungefär 100 000 ljusår i diameter, så dessa stjärnor är, relativt sett, mycket nära jorden. Men även på detta avstånd, det är mycket utmanande att få bra bilder av det svagt reflekterade ljuset från skivor, eftersom de överglänser av det bländande ljuset från sina moderstjärnor.
En annan ny SPHERE-observation är upptäckten av en kantskiva runt stjärnan GSC 07396-00759, hittades av SHINE (SpHere INfrared survey for Exoplanets) undersökning. Denna röda stjärna är medlem i ett system med flera stjärnor som också ingår i DARTTS-S-provet, men, underligt, denna nya skiva verkar vara mer utvecklad än den gasrika skivan runt T Tauri-stjärnan i samma system, även om de är i samma ålder. Denna förbryllande skillnad i evolutionära tidsskalor för skivor runt två stjärnor i samma ålder är en annan anledning till att astronomer är angelägna om att ta reda på mer om skivor och deras egenskaper.
Astronomer har använt SPHERE för att få många andra imponerande bilder, såväl som för andra studier inklusive interaktionen mellan en planet och en skiva, orbitalrörelserna inom ett system, och tidsutvecklingen för en skiva.
De nya resultaten från SPHERE, tillsammans med data från andra teleskop som ALMA, revolutionerar astronomers förståelse av miljöerna kring unga stjärnor och de komplexa mekanismerna för planetbildning.