Nowe dane ze Spitzer Space Telescope NASA dają astronomom poczucie, w jaki sposób dyski protoplanetarne mogą działać jako hamulec spowalniający rotację gwiazd. Spitzer zebrał dane o 500 młodych gwiazdach w Mgławicy Oriona. Najszybsze obracające się gwiazdy nie mają wtedy planetarnych dysków. Możliwe, że pole magnetyczne gwiazdy oddziałuje z dyskiem planetarnym, spowalniając gwiazdę.
Astronomowie używający Spitzer Space Telescope NASA znaleźli dowody na to, że zakurzone dyski tworzące planetę szarpią i zwalniają otaczające je młode, wirujące gwiazdy.
Młode gwiazdy są pełne energii, wirują jak szczyty w ciągu pół dnia lub krócej. Wirowałyby jeszcze szybciej, ale coś hamuje. Podczas gdy naukowcy wysnuli teorię, że dyski tworzące planety mogą być przynajmniej częścią odpowiedzi, wykazanie, że do tej pory było to trudne.
„Wiedzieliśmy, że coś musi utrzymywać prędkość gwiazd w ryzach” - powiedziała dr Luisa Rebull z NASA Spitzer Science Center, Pasadena, Kalifornia. „Dyski były najbardziej logiczną odpowiedzią, ale musieliśmy czekać, aż Spitzer zobaczy dyski . ”
Rebull, który pracuje nad tym problemem od prawie dekady, jest głównym autorem nowego artykułu w numerze Astrophysical Journal z 20 lipca. Odkrycia są częścią dążenia do zrozumienia złożonego związku między młodymi gwiazdami i ich rozwijającymi się układami planetarnymi.
Gwiazdy zaczynają życie jako zapadające się kule gazu, które wirują coraz szybciej, gdy się kurczą, jak wirujące łyżwiarze w lodzie, ciągnący za ramiona. Gdy gwiazdy się obracają, nadmiar gazu i pyłu spłaszcza się do otaczających dysków przypominających naleśniki. Uważa się, że pył i gaz znajdujące się na dyskach ostatecznie zlepiają się, tworząc planety.
Rozwijające się gwiazdy wirują tak szybko, że pozostawione bez kontroli nigdy nie w pełni się skurczą i nie staną się gwiazdami. Przed nowym badaniem astronomowie wysnuli teorię, że dyski mogą spowalniać superszybkie gwiazdy, szarpiąc ich pola magnetyczne. Kiedy pola gwiazdy przechodzą przez dysk, uważa się, że utknęły jak łyżka melasy. To blokuje obrót gwiazdy do wolniej obracającego się dysku, więc kurcząca się gwiazda nie może obracać się szybciej.
Aby udowodnić tę zasadę, Rebull i jej zespół zwrócili się o pomoc do Spitzera. Uruchomione w sierpniu 2003 r. Obserwatorium na podczerwień jest ekspertem w znajdowaniu wirujących dysków wokół gwiazd, ponieważ pył w dyskach jest ogrzewany przez światło gwiazd i świeci przy długościach fal podczerwonych.
Zespół wykorzystał Spitzera do obserwacji prawie 500 młodych gwiazd w mgławicy Orion. Podzielili gwiazdy na powolne i szybkie przędzarki i ustalili, że powolne przędzarki mają pięć razy większe prawdopodobieństwo posiadania dysków niż te szybkie.
„Możemy teraz powiedzieć, że dyski odgrywają pewną rolę w spowalnianiu gwiazd w co najmniej jednym regionie, ale może istnieć wiele innych czynników działających w tandemie. A gwiazdy mogą zachowywać się inaczej w różnych środowiskach - powiedział Rebull.
Inne czynniki, które przyczyniają się do likwidacji gwiazdy w dłuższych okresach czasu, to wiatry gwiezdne i prawdopodobnie dorosłe planety.
Jeśli dyski tworzące planety spowalniają gwiazdy, czy to oznacza, że gwiazdy z planetami wirują wolniej niż gwiazdy bez planet? Zdaniem Rebulla niekoniecznie, który powiedział, że wolno obracające się gwiazdy mogą po prostu poświęcić więcej czasu niż inne gwiazdy na wyczyszczenie dysków i rozwój planet. Takie późno kwitnące gwiazdy dałyby w efekcie swoim dyskom więcej czasu na zahamowanie i spowolnienie.
Ostatecznie pytanie o to, w jaki sposób rotacja gwiazdy jest związana z jej zdolnością do wspierania planet, spadnie na łowców planet. Jak dotąd wszystkie znane planety we wszechświecie krążą wokół gwiazd, które leniwie się obracają. Nasze słońce uważane jest za slowpoke, obecnie lecące z prędkością jednego obrotu co 28 dni. A ze względu na ograniczenia technologiczne łowcy planet nie byli w stanie znaleźć planet pozasłonecznych wokół zamglonych gwiazd.
„Będziemy musieli używać różnych narzędzi do wykrywania planet wokół szybko wirujących gwiazd, takich jak naziemne i kosmiczne teleskopy nowej generacji” - powiedział dr Steve Strom, astronom z National Optical Astronomy Observatory, Tucson, Ariz.
Inni członkowie zespołu Rebulla to Drs. John Stauffer ze Spitzer Science Center; S. Thomas Megeath z University of Toledo, Ohio; oraz Joseph Hora i Lee Hartmann z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts. Hartmann jest również powiązany z University of Michigan, Ann Arbor.
NASA, Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Kalifornia, zarządza misją Spitzer Space Telescope dla Dyrekcji Misji Naukowej NASA w Waszyngtonie. Działania naukowe prowadzone są w Spitzer Science Center w California Institute of Technology. Caltech zarządza JPL dla NASA.
Aby zobaczyć animację przedstawiającą, w jaki sposób dyski spowalniają gwiazdy i dodatkowe informacje o Spitzerze, odwiedź www.spitzer.caltech.edu/spitzer.
Oryginalne źródło: NASA / JPL / Spitzer News Release
