Denna falska färgbild visar filamenten av ackretion runt protostjärnan [BHB2007] 1. De stora strukturerna är inflöden av molekylär gas (CO) som ger näring åt skivan som omger protostjärnan. Insatsen visar dammutsläppet från skivan, som syns kantmässigt. "Hålen" i dammkartan representerar en enorm ringad hålighet sett (sidovägs) i skivstrukturen. Kredit:MPE
Stjärnsystem som vår egen bildar inuti interstellära moln av gas och damm som kollapsar och producerar unga stjärnor omgivna av protoplanetära skivor. Planeter bildas inom dessa protoplanetära skivor, lämnar tydliga luckor, som nyligen har observerats i utvecklade system, vid den tidpunkt då modermolnet har rensats ut. ALMA har nu avslöjat en utvecklad protoplanetarisk skiva med ett stort gap som fortfarande matas av det omgivande molnet via stora anhopningsfilament. Detta visar att ansamling av material på den protoplanetära skivan fortsätter flera gånger längre än tidigare trott, påverkar utvecklingen av det framtida planetsystemet.
Ett team av astronomer ledda av Dr Felipe Alves från Center for Astrochemical Studies (CAS) vid Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (MPE) använde Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) för att studera ackretionsprocessen i stjärnobjektet [BHB2007] 1, ett system som ligger i spetsen av Pipe Molecular Cloud. ALMA-data avslöjar en skiva av damm och gas runt protostjärnan, och stora filament av gas runt denna skiva. Forskarna tolkar dessa filament som ackretionsstreamers som matar skivan med material som extraherats från det omgivande molnet.
Skivan omarbetar det ansamlade materialet, levererar den till protostjärnan. Den observerade strukturen är mycket ovanlig för stjärnobjekt i detta skede av evolutionen - med en uppskattad ålder av 1, 000, 000 år – när cirkumstellära skivor redan har bildats och mognat för planetbildning. "Vi blev ganska förvånade över att se sådana framträdande ackretionsfilament falla in i skivan, ", sa Alves. "Accretion filament-aktiviteten visar att skivan fortfarande växer samtidigt som den vårdar protostjärnan."
Teamet rapporterar också närvaron av ett enormt hålrum i skivan. Kaviteten har en bredd på 70 astronomiska enheter, och den omfattar en kompakt zon av het molekylär gas. Dessutom, kompletterande data vid radiofrekvenser från Very Large Array (VLA) pekar på förekomsten av icke-termisk emission på samma plats där den heta gasen upptäcktes. Dessa två bevis visar att ett substellärt objekt - en ung jätteplanet eller brun dvärg - finns i håligheten. När denna följeslagare samlar ihop material från skivan, den värmer upp gasen och driver möjligen starka joniserade vindar och/eller jetstrålar. Teamet uppskattar att ett föremål med en massa mellan 4 och 70 Jupitermassor behövs för att producera det observerade gapet i skivan.
Två olika observationer av den protoplanetära skivan visar signaturer för bildandet av en följeslagare till protostjärnan. Gråskalan representerar den termiska dammemissionen från skivan, samma som i insättningen av fig. 1. De röda/blåa konturerna visar de molekylära CO-ljusstyrkeemissionsnivåerna från den norra/södra sidan av dammhåligheten observerade med ALMA. Det ljusare CO-utsläppet från söder tyder på att gasen är varmare där. Denna plats sammanfaller med en zon av icke-termisk emission som spårar joniserad gas (gröna konturer) observerad med VLA (mitten), som observeras förutom protostjärnan (bildens mitt). Teamet föreslår att både den joniserade gasen och den heta molekylära gasen beror på närvaron av en protoplanet eller en brun dvärg i kaviteten. Konfigurationen av ett sådant system visas i skissen till höger. Kredit:MPE; illustration:Gabriel A. P. Franco
"Vi presenterar ett nytt fall av stjärn- och planetbildning som sker i tandem, " säger Paola Caselli, direktör på MPE och chef för CAS-gruppen. "Våra observationer tyder starkt på att protoplanetära skivor fortsätter att ansamlas material även efter att planetbildningen har börjat. Detta är viktigt eftersom det färska materialet som faller på skivan kommer att påverka både den kemiska sammansättningen av det framtida planetsystemet och den dynamiska utvecklingen av hela skivan." Dessa observationer sätter också nya tidsbegränsningar för planetbildning och skivutveckling, kasta ljus över hur stjärnsystem som vårt eget är skulpterade från det ursprungliga molnet.
