Circumstellar skivor i Orionnebulosan, observerades med rymdteleskopet Hubble. De "komet svans"-liknande strukturerna är massan av skivorna som förångas av närliggande ljusa stjärnor. Kredit:NASA/ESA, L. Ricci (ESO)
När stjärnor föds, stora moln av gas och damm bildas som är kända som cirkumstellära skivor. Forskning av Ph.D. kandidat Francisca Concha-Ramírez visar att stark strålning från närliggande stjärnor snart förångar dammet i dessa skivor, som kan förhindra planetbildning i ett tidigt skede. Ph.D. försvaret den 6 april.
Någonsin stirrat på natthimlen och undrat var vi kommer ifrån? Francisca Concha-Ramírez doktorsexamen. forskning tar oss ett steg närmare ett svar. Hon studerade cirkumstellära skivor, avlägsna förfäder till planetsystem. "Det här är enorma roterande skivor av gas och damm som utvecklas runt unga stjärnor. Dammet i dessa skivor kan i slutändan bilda planeter, men om det finns stjärnor i närheten, dammet förångas snabbt. Planeter måste därför bildas innan dammet förstörs."
Svåra beräkningar
Med hjälp av simuleringar, Concha-Ramírez beräknade massan av tusentals av dessa skivor. Massan är till stor del lika med mängden damm i en skiva. Beräkningarna måste ta hänsyn till alla interaktioner mellan skivorna och stjärnorna, vilket gjorde dem extremt komplicerade. "Våra beräkningar var så komplexa att vi var tvungna att begära tillgång till Cartesius, den holländska nationella superdatorn, " säger Concha-Ramírez. "Och även med en så kraftfull dator, det tog fortfarande två veckor innan vi hade ett resultat."
Ljusavdunstning
Concha-Ramírez jämförde sedan resultaten av simuleringarna med observationer som foton av konstellationen Orion. "Våra simuleringar stämde överens med observationerna. Vi såg att skivor med många närliggande stjärnor var lättare än skivor med få grannstjärnor. Strålningen från stjärnor förångar dammet i skivorna i en process som vi kallar fotoevaporation. Fotoevaporation är den största orsaken till skivorna ' viktminskning."
Trapetsklustret, i Orionnebulosan. Detta liknar de regioner som Concha-Ramírez simulerade. Kredit:NASA; K.L. Luhman (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massa.); och G. Schneider, E. Young, G. Rieke, A. Cotera, H. Chen, M. Rieke, R. Thompson (Steward Observatory, University of Arizona, Tucson, Ariz.)
Orionnebulosan, belägen i stjärnbilden Orion. Kredit:NASA, ESA, M. Robberto ( Space Telescope Science Institute/ESA) och Hubble Space Telescope Orion Treasury Project Team
Kosmisk kollision
Concha-Ramírez forskningsresultat har intressanta konsekvenser för våra idéer om vårt solsystems ursprung. För att vårt solsystem ska ha blivit vad det är nu, något måste ha hänt under dess tidiga år för att låta den undkomma den starka strålningen från andra stjärnor. "En kollision kan ha ägt rum mellan vår cirkumstellära skiva [som senare blev solsystemet, red.] och en annan skiva, " säger Concha-Ramírez. "Vi kan se bevis på detta i utkanten av vårt solsystem, i regionen av planeten Neptunus. Här finns det plötsligt mycket färre asteroider, vilket tyder på att en annan skiva kan ha gripit material. Och det finns en annan intressant ledtråd om att det kan ha skett en kollision mellan skivor:asteroider som, i förhållande till jorden, kretsa runt solen på ett annat plan. Dessa asteroider kommer förmodligen från en annan skiva."
Populär vetenskap
Concha-Ramírez är medveten om att hon inte är den enda som har frågor om universum. Hon pratar gärna om astronomi i sin spanska blogg och poddar som lockar tusentals lyssnare och läsare, och hjälpte till att sätta upp Astronomy on Tap, astronomiföreläsningar i Grand Café de Burcht i Leiden. "Att söka svar är en del av att vara människa. Jag älskar astronomi och att dela den med andra, " förklarar hon. "Många människor tror att de inte är smarta nog att förstå astronomi. Jag håller inte med. Allt kan förklaras på ett sådant sätt att det blir begripligt för alla."
