Pirmą kartą astronomai precedento neturinčiomis detalėmis stebėjo procesus, sukeliančius žvaigždžių ir planetų atsiradimą Saulės sistemose. Naudodamas abu Kecko teleskopus Mauna Kea Havajuose, turinčius specialiai sukurtą instrumentą, pavadintą ASTRA (ASTrometric ir fazinė astronomija), Joshua Eisneris iš Arizonos universiteto ir jo kolegos sugebėjo įsigilinti į protoplanetinius diskus - besisukančius dujų debesis ir dulkės, kurios maitina augančią žvaigždę jos centre ir ilgainiui suyra į planetas ir asteroidus, sudarydamos Saulės sistemą. Jie pamatė, kaip vandenilio dujos iš protoplanetinio disko patenka į žvaigždę.
Siekdama gauti ypač puikią skiriamąją gebą, reikalingą stebėti procesus, vykstančius riboje tarp žvaigždės ir ją supančio disko, esančio 500 šviesmečių atstumu nuo Žemės, komanda sujungė dviejų Kecko teleskopų apšvietimą, kuris suteikia kampo skiriamąją gebą smulkesnę nei Hablo's. . Eisneris ir jo komanda taip pat naudojo techniką, vadinamą spektrostrometrija, kad dar labiau padidintumėte skiriamąją gebą. Išmatuodami skirtingo bangos ilgio protoplanetinių diskų skleidžiamą šviesą abiem Kecko teleskopo veidrodžiais ir toliau manipuliuodami ASTRA, tyrėjai pasiekė skiriamąją gebą, reikalingą stebėti procesus besiformuojančios saulės sistemos centruose.
„Kampinė skiriamoji geba, kurią galite pasiekti naudodama Hablo kosminį teleskopą, yra maždaug 100 kartų per daug šiurkšti, kad galėtumėte pamatyti, kas vyksta tik šalia kylančios žvaigždės, kuri nėra daug didesnė už mūsų saulę“, - sakė Eisneris. Kitaip tariant, net protoplanetinis diskas, esantis pakankamai arti, kad būtų laikomas mūsų saulės sistemos kaimynystėje, pasirodys kaip nebūdingas blobas.
Taikant šią naują techniką, komanda sugebėjo atskirti dujų, kurias daugiausia sudaro vandenilis, ir dulkių pasiskirstymą, taip išspręsdami disko ypatybes.
„Mums pavyko prieiti tikrai arti žvaigždės ir pažiūrėti tiesiai į sąsają tarp dujomis turtingo protoplanetinio disko ir žvaigždės“, - sakė Eisneris.
Žvaigždžių daigynuose formuojasi protoplanetiniai diskai, kai veikiant sunkio jėgai pradeda byrėti dujų molekulių debesys ir dulkių dalelės.
Iš pradžių besisukdamas lėtai, dėl augančios debesies masės ir sunkio jėgos jis tampa tankesnis ir kompaktiškesnis. Išsaugojęs sukimosi momentą debesis paspartėja, nes jis susitraukia, panašiai kaip dailiojo čiuožėjo sukasi greičiau, kai vilkiesi rankose. Išcentrinė jėga išlygina debesį į besisukančių dujų ir dulkių besisukantį diską, galiausiai sukeldama planetas, skriejančias aplink jų žvaigždę maždaug toje pačioje plokštumoje.
Astronomai žino, kad žvaigždės masę įgyja įnešdamos dalį vandenilio dujų į diską, kuris juos supa, į procesą, vadinamą akrecija, kuris gali vykti vienu iš dviejų būdų.
Pagal vieną scenarijų dujos praryjamos, nes jos nusiplauna tiesiai į ugningą žvaigždės paviršių.
Antrame, daug žiauresniame scenarijuje, nuo žvaigždės besisukantys magnetiniai laukai stumia artėjančias dujas ir priverčia jas susikaupti, sukurdami tarpą tarp žvaigždės ir ją supančio disko. Vandenilio atomai, užuot slinkę žvaigždės paviršiuje, juda išilgai magnetinio lauko linijų tarsi užmiestyje, šiame procese tampa ypač kaitinami ir jonizuoti.
„Įstrigę žvaigždės magnetiniame lauke, dujos yra nukreipiamos išilgai lauko linijų, išsikišančių aukščiau ir žemiau disko plokštumos“, - aiškino Eisneris. „Medžiaga tada dideliu greičiu patenka į žvaigždės polinius regionus“.
Šiame inferne, kuris kas sekundę išskiria milijonų Hirosimos dydžio atominių bombų energiją, dalis disko išmetamų dujų srauto išmetama iš disko ir sklinda į kosmosą kaip tarpžvaigždinis vėjas.
„Mes norime suprasti, kaip medžiaga kaupiasi žvaigždei“, - sakė Eisneris. „Šis procesas niekada nebuvo tiesiogiai matuojamas“.
Eisnerio komanda nukreipė teleskopus ties 15 protoplanetinių diskų su jaunomis žvaigždėmis, kurių masė skiriasi nuo pusės iki 10 kartų, palyginti su mūsų saule.
„Galėtume sėkmingai pastebėti, kad daugeliu atvejų dujos dalį savo kinetinės energijos paverčia šviesa, esančia labai arti žvaigždžių“, - sakė jis, signalizuojantis apie žiauresnį įsišaknijimo scenarijų.
„Kitais atvejais mes matėme vėjo, patekusio į kosmosą, kartu su žvaigžde besikaupiančiomis medžiagomis įrodymus“, - pridūrė Eisneris. „Mes net radome pavyzdį - aplink labai didelės masės žvaigždę -, kuriame diskas gali pasiekti visą žvaigždės paviršių.“
Saulės sistemos, kurias astronomai pasirinko šiam tyrimui, vis dar yra jaunos, tikriausiai kelių milijonų metų.
„Šie diskai bus dar keli milijonai metų“, - teigė Eisneris. „Iki to laiko gali susiformuoti pirmosios planetos, dujų milžinai, panašūs į Jupiterį ir Saturną, sunaudodami daug disko medžiagos.“
Tvirtesnės, akmenuotos planetos, tokios kaip Žemė, Venera ar Marsas, nebus šalia daug vėliau.
„Tačiau statybiniai blokai tiems gali būti formuojami dabar“, - sakė jis, todėl šis tyrimas yra svarbus mūsų supratimui apie tai, kaip formuojasi saulės sistemos, įskaitant tas, kuriose yra potencialiai gyvenamosios planetos, tokios kaip Žemė.
„Mes ketiname išsiaiškinti, ar galime atlikti panašius organinių molekulių ir vandens matavimus protoplanetiniuose diskuose“, - sakė jis. „Tai būtų tos, kurios gali sukelti planetas, turinčias sąlygas gyventi uoste“.
Komandos darbas buvo paskelbtas „Astrophysical Journal“
Straipsnis: Eisner et al. Erdviniu ir spektriniu požiūriu išskiriamos vandenilio dujos per 0,1 AU iš T Tauri ir Herbig Ae / Be Stars.
Šaltinis: Arizonos universitetas
