Detta är en stillbild från en simulering av en planetskiva som bildar sig, gjord av University of Warwick och Stephen Hawking forskare Rebecca Nealon. Bilderna visar den roterande inre skivan längs den övre halvan, och skuggan den kastar på den yttre skivan i den nedre halvan. Kredit:Rebecca Nealon / University of Warwick
Astronomer från University of Warwick avslöjar ett nytt fenomen som kallas "gungande skugga"-effekten som beskriver hur skivor i bildande planetsystem är orienterade och hur de rör sig runt sin värdstjärna. Effekten ger också ledtrådar om hur de kan utvecklas med tiden. Dr. Rebecca Nealon presenterade det nya arbetet denna vecka vid National Astronomy Meeting 2022 vid University of Warwick.
Stjärnor föds när ett stort moln av gas och damm kollapsar in i sig själv. Det överblivna materialet som inte kommer in i stjärnan slutar cirkulera runt den, inte helt olikt hur vatten virvlar runt avloppet innan det faller i. Denna virvlande massa av gas och damm kallas en protoplanetär skiva, och det är där planeter som jorden är födda.
Protoplanetära skivor anses ofta vara formade som mattallrikar - tunna, runda och platta. Men nya teleskopbilder från Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) visar att så inte alltid är fallet. Några av skivorna som ALMA har sett har skuggor på sig, där den del av skivan som är närmast stjärnan blockerar en del av stjärnljuset och kastar en skugga på den yttre delen av skivan. Av detta skuggmönster kan man dra slutsatsen att den inre delen av skivan är orienterad helt annorlunda än den yttre delen, i vad som kallas en trasig skiva.
I denna forskning använde teamet högpresterande datorer för att köra tredimensionella simuleringar av en trasig disk. Teamet tog sedan fram en skenobservation, som modellerade hur en sådan skiva skulle se ut om den skulle observeras genom ett teleskop, och hur den skulle förändras över tiden.
När den inre skivan rörde sig genom den centrala stjärnans gravitationskraft, flyttade skuggan den kastade över den yttre skivan. Men istället för att skuggmönstret rörde sig runt skivan som en klockvisare som förväntat, gungade det fram och tillbaka med en gungsågsliknande rörelse. Så även om den inre skivan fortsatte att svänga åt samma håll, såg dess skugga ut som om den gungade framåt och bakåt. Teamet föreslår att detta orsakas av en geometrisk projektionseffekt, som sannolikt kommer att inträffa i alla trasiga skivor.
Nealon säger att "JWST lovar att ge oss en titt på embryonala planetsystem i oöverträffad detalj, och med våra nya modeller kommer vi att kunna ta reda på mycket mer om planeternas födelse." + Utforska vidare
