Atvaizdo kreditas: „UC Berkeley“
Kalifornijos Berklio universiteto astronomai pasinaudojo neseniai sumontuota lazerio kreipiamųjų žvaigždžių sistema, esančia UC Lick observatorijoje, kad gautų ryškių, be raukšlių vaizdus iš tolimų masyvių žvaigždžių silpnų dulkių diskų. Vaizdai aiškiai parodo, kad žvaigždės, du ar tris kartus didesnės už saulę, susidaro taip pat, kaip ir saulės tipo žvaigždės - besisukančio sferinio debesies, kuris sugriūva į diską, viduje, kaip tas, iš kurio kilo saulė ir jos planetos.
Geltonas lazerio spindulys, pradurstantis dangų virš „Lick“ observatorijos, praėjusiais metais pradėjo veikti 10 pėdų Shane teleskopu, išplėsdamas teleskopo „guminių veidrodžių“ sistemos, vadinamos adaptyvia optika, panaudojimą visame nakties danguje. Pridėjus lazerį, Lick yra vienintelė observatorija, teikianti lazerio kreipiamąją žvaigždę įprastiniam naudojimui.
„UC Berkeley“ komanda ir jos kolegos iš UC „Santa Cruz“ adaptyviosios optikos centro ir Lawrence'o Livermore'o nacionalinės laboratorijos (LLNL) praneša apie savo rezultatus žurnalo „Science“ vasario 27 d. Numeryje.
„Žvaigždžių, tokių kaip mūsų saulė, paradigma yra debesies gravitacinis sugriuvimas į protostarį ir blyną primenantis sukaupimo diskas, tačiau yra masė, kuriai tai negali padėti - žvaigždės ryškumas tampa pakankamas, kad sugadintų diską, ir jis suyra taip greitai, kaip suartėja “, - teigė UC Berkeley astronomijos profesorius Jamesas R. Grahamas. „Mūsų duomenys rodo, kad standartinis modelio paradigma vis dar veikia žvaigždes, du kartus tris kartus masyvesnes už saulę.“
„Be adaptyviosios optikos, mes pamatytume tik didelę neryškią dėmę nuo žemės paviršiaus ir negalėtume aptikti jokios smulkių struktūrų aplink šaltinius“, - pridūrė UC Berkeley universiteto studentas Marshall D. Perrin. „Mūsų pastebėjimai stipriai patvirtina susidarantį požiūrį, kad mažos ir vidutinės masės žvaigždės formuojasi panašiai.“
Į Lick's Shane teleskopą 1996 m. Buvo įtraukta adaptyvi optikos sistema, pašalinanti neryškius atmosferos turbulencijos padarinius. Tačiau, kaip ir visi kiti teleskopai su adaptuojamąja optika šiandien, įskaitant dvynius 10 metrų Kecko teleskopus Havajuose, Lick teleskopas turėjo. pasikliauti ryškiomis žvaigždėmis regėjimo lauke, kad gautumėte nuorodą, reikalingą suliejimui pašalinti. Tik maždaug 10–10 procentų danguje esančių objektų yra pakankamai šalia ryškios žvaigždės, kad galėtų veikti tokia „natūrali“ orientyrinė žvaigždžių sistema.
Natrio dažų lazeris, kurį sukūrė ace lazerių mokslininkai Deanna M. Pennington ir Herbert Friedman iš LLNL, pagaliau užbaigia adaptyviąją optikos sistemą, kad astronomai galėtų ją naudoti norėdami pamatyti bet kurią dangaus dalį, nesvarbu, ar šalia yra ryški žvaigždė, ar ne.
Lazeris, pritvirtintas prie Lick teleskopo angos, spinduliuoja siaurą spindulį maždaug 60 mylių per turbulentinę zoną į viršutinę atmosferą, kur lazerio šviesa skatina natrio atomus absorbuoti ir pakartotinai spinduliuoti tos pačios spalvos šviesą. Natris gaunamas iš mikrometeoritų, kurie liepsna ir išgaruoja patekę į Žemės atmosferą.
Geltona švytinti dėmė, susidariusi atmosferoje, prilygsta 9-ojo dydžio žvaigždei - maždaug 40 kartų silpnesnė, nei gali pamatyti žmogaus akis. Nepaisant to, jis yra tolygus šviesos šaltinis, toks pat efektyvus kaip ryški tolima žvaigždė.
„Mes naudojame tą šviesą, norėdami išmatuoti turbulenciją atmosferoje per teleskopą šimtus kartų per sekundę, o paskui naudojame šią informaciją specialiam lanksčiam veidrodžiui suformuoti taip, kad, kai šviesa sklinda tiek iš lazerio, tiek iš taikinio, kuriame esate pažvelgus, atsimuša nuo jo, neramumų poveikis pašalinamas “, - sakė Claire Max, UC„ Santa Cruz “astronomijos ir astrofizikos profesorė, Adaptyviosios optikos centro direktoriaus pavaduotoja ir LLNL tyrėja, kuri dirba daugiau nei 10 metų sukurti lazerio kreipiamųjų žvaigždžių sistemą.
Viename iš pirmųjų šios sistemos bandymų Grahamas ir Perrinas pasuko teleskopą ant retų, jaunų, masyvių žvaigždžių, vadinamų „Herbig Ae / Be“ žvaigždėmis, kurios yra nuo žemės paviršiaus išblukusios ir paprastai yra per silpnos, kad jas galėtų atvaizduoti natūrali orientacinė žvaigždžių adaptyvi optika. Manoma, kad Herbig Ae / Be žvaigždės, kurių masė nuo 1,5 iki 10 kartų didesnė nei saulės ir tikriausiai mažiau nei 10 milijonų metų, yra masyvių žvaigždžių pradžia - žvaigždės, kurios pasibaigs kaip karštos, A tipo žvaigždės Sirius ir Vega. „Herbig Ae / Be“ žvaigždes prieš kelerius metus katalogavo UC „Santa Cruz“ astronomas George'as Herbigas, dabar Havajų universitete.
Labiausiai masyvios iš „Herbig Ae / Be“ žvaigždžių kelia didelį susidomėjimą, nes būtent jos patiria supernovų sprogimus, kurie galaktiką paverčia sunkiaisiais atomais, sudarydami sąlygas tvirtoms planetoms ir netgi gyvybei. Jie taip pat skatina žvaigždžių formavimąsi netoliese esančiuose debesyse.
Tai, ką pamatė astronomai, buvo labai panaši į žinomą T Tauri žvaigždžių, kurios yra formavimo stadijos žvaigždes, kurios yra iki 50 procentų didesnės nei mūsų saulė, ir iki 100 milijonų metų, paveikslą. Dviejų „Herbig Ae / Be“ žvaigždžių vaizduose aiškiai matoma tamsi linija, skirianti kiekvieną žvaigždę, kurią sukelia diskas, blokuojantis ryškų žvaigždės spindėjimą, ir žėrintis sferinis dulkių ir dujų halogenas, apgaubiantis žvaigždę ir diską. Iš kiekvienos žvaigždės gali atsirasti du dujų ir dulkių purkštukai, atsirandantys iš sukaupimo disko polių.
Dvi žvaigždės, katalogizuotos kaip LkH (198 ir LkH (233 (Lick vandenilio alfa šaltiniai)), yra atitinkamai 2 000 ir 3 400 šviesmečių atstumu tolimame Paukščių Tako galaktikos regione.
„Žvaigždinio debesies medžiaga negali tiesiogiai nukristi į kūdikio žvaigždę, todėl ji pirmiausia nusileidžia įbrėžimo diske ir tik tada juda į vidų, kad kristų ant žvaigždės, tik tada, kai ji paslėps kampinį pagreitį“, - aiškino Perrinas. Šis kampinio impulsų perkėlimo procesas kartu su magnetinių laukų evoliucija lemia bipolinių nutekėjimų pradžią. Šie nutekėjimai galų gale išvalo voką, palikdami naujagimio žvaigždę, apsuptą kaupimosi disko. Per keletą milijonų metų likusi diske esanti medžiaga yra sukaupta ir lieka tik jauna žvaigždė. “
Perrinas pridūrė, kad Hablo kosminis teleskopas pateikė „labai aiškius, nedviprasmiškus diskų ir nutekėjimų aplink T Tauri žvaigždes vaizdus“, patvirtinančius teorijas apie žvaigždžių, tokių kaip mūsų saulė, formavimąsi. Tačiau, pasak Herbig Ae / Be žvaigždžių, tokių aiškių duomenų iki šiol trūko.
Astronomai pasiūlė, kad labai masyvios žvaigždės susidaro iš dviejų ar daugiau žvaigždžių susidūrimo arba esant banguojančiam debesiui, skirtingai nuo besisukančio kirčio disko. Įdomu tai, kad trečioji žvaigždė, tą pačią naktį nufotografuota Grahamo ir Perrino, pasirodė kaip dvi į saulę panašios žvaigždės su dujų ir dulkių juostele tarp jų, įtariai atrodančių kaip viena žvaigždė, užfiksuojanti medžiagą iš kitos.
Grahamas tikisi nufotografuoti masyvesnes „Herbig Ae / Be“ žvaigždes, kad pamatytų, ar standartinis žvaigždžių formavimo modelis tęsiasi iki dar didesnių žvaigždžių. Išsamūs „Herbig Ae / Be“ žvaigždžių vaizdai yra tiek pat skolingi naujajai lazerio kreipiamųjų žvaigždžių sistemai, kiek artimojo infraraudonųjų spindulių vaizdo poliarimetrui, kurį pastatė Perrinas ir pridėjo prie Berkeley artimojo infraraudonųjų spindulių fotoaparato (IRCAL), jau sumontuoto ant teleskopo.
„Be poliarimetro, šviesa iš žvaigždžių iš esmės užstoja aplink jas esančias struktūras“, - teigė Perrinas. „Poliarimetras atskiria nepoliarizuotą žvaigždę nuo poliarizuotos išsklaidytos šviesos nuo aplinkinių dulkių, o tai padidina tų dulkių aptikimą. Dabar, kai sukūrėme šią techniką Licke, ją bus galima išplėsti iki 10 metrų „Keck“ teleskopų, kai ten pradės veikti lazerio kreipiamųjų žvaigždžių sistema. “
Poliarimetras skaido šviesą iš vaizdo į dvi jo poliarizacijas, naudodamas naujo tipo dvipusio kristalo, pagaminto iš ličio, itrio ir fluoro (LiYF4) tipą, pagerėjimą iki šiol naudojamų kalcito kristalų.
Daugelis kitų grupių kuria lazerius, kurie bus naudojami kaip orientyrai, tačiau „Max“ grupė lenkia konkurentus nuo tada, kai pirmą kartą šią koncepciją demonstravo 1990 m. Pradžioje Livermore. Nuo to laiko ji ir kolegos tobulino lazerį ir programinę įrangą, leidžiančią veidrodį - Lickio 120 colių teleskopo atveju - 3 colių antrinį veidrodį pagrindinio teleskopo viduje, kad būtų galima tinkamai sulenkti, kad būtų pašalintas mirksėjimas nuo žvaigždės.
11–12 vatų lazeris yra natrio dažų lazeris, pritaikytas tokiam dažniui, kuris sujaudins atmosferoje šaltus natrio atomus. Dažų lazeris pumpuojamas žaliu neodimio YAG lazeriu, didesniu broliu prie lengvai prieinamų žaliųjų milivato galios lazerinių rodyklių.
„Priežastis, dėl kurios dabar galime atlikti mokslą naudodamiesi lazerio kreipiančiųjų žvaigždžių sistema, yra ta, kad jos patikimumas ir pritaikomumas yra labai pagerėjęs“, - teigė Grahamas. „Lazeris atveria adaptyviąją optiką daug didesnei bendruomenei.“
„Aš manau, kad tai bus darbinio arklio instrumentas Lick“, - pridūrė Max. „Pats lazeris ir adaptyviosios optikos sistemos aparatūra yra gana stabilūs ir gana tvirti. Dabar nutiks tai, kad žmonės su ja imsis astronomijos, ketina kurti naujas technikas, kad galėtų tai pastebėti, išbandyti tai naujo tipo objektuose. Įprastu būdu ateis geras astronomas ir padarys su tavo instrumentu tokius dalykus, kokių niekada neįsivaizdavote “.
Maksas ir jos kolegos išbandė identišką lazerio kreipiamųjų žvaigždžių sistemą Keko teleskopuose Havajuose, tačiau ji dar nėra paruošta įprastiniam naudojimui, sakė ji.
„Keckas naudoja tą pačią technologiją, kokią turime Lick“, - sakė Maxas. „Tikiuosi, kad ši bendroji technologija bus naudojama daugelyje teleskopų, tačiau naudojant įvairių rūšių lazerius. Žmonės išranda naujus lazerių tipus dešinėje ir kairėje, todėl manau, kad žaidimas dar turi išsispręsti. “
Kiti mokslinio darbo autoriai, išskyrus Grahamą, Perriną, Maxą ir Penningtoną, yra susiję su Nacionalinio mokslo fondo Adaptyviosios optikos centru, kurio centras yra UC Santa Cruz: astronomo tyrimų astronomo Paulo Kalaso iš UC Berkeley padėjėjas, Jamesas P. Lloydas iš Kalifornijos technologijos institutas, Donaldas T. Gavelis iš UC „Santa Cruz“ adaptyviosios optikos laboratorijos ir Elinoras L. Gatesas iš UC observatorijų / Lick observatorijos.
Lazerio kreipiančiosios žvaigždės stebėjimą ir tobulinimą finansavo Nacionalinis mokslo fondas ir JAV energetikos departamentas.
Originalus šaltinis: „UC Berkeley“ žinių laida
