Moksliškai tikslus „Beta Pictoris“ ir jo disko modelis. Spustelėkite norėdami padidinti
Dujų ir dulkių diskai, supantys naujagimio žvaigždes, yra žinomi kaip pirmųjų planetų diskai; kurie, kaip manoma, yra regionai, kuriuose galiausiai susiformuos planetos. Šie diskai išnyksta, kai žvaigždės subręsta, tačiau kai kurias žvaigždes vis dar galima pamatyti su aplink jas esančiu medžiagos debesiu, vadinamu šiukšlių disku. Vienas garsiausių iš jų yra „Beta Pictoris“ supantis diskas, esantis tik už 60 šviesmečių.
Planetos susidaro dujų ir dulkių diskuose, kurie supa naujai gimusias žvaigždes. Tokie diskai vadinami protoplanetiniais diskais. Šių diskų dulkės tampa uolėtomis planetomis, tokiomis kaip Žemė, ir milžiniškų dujų planetų, tokių kaip Saturnas, vidinėmis šerdimis. Šios dulkės yra ir elementas, kuris sudaro gyvenimo pagrindą.
Proto-planetiniai diskai nyksta, subrendus žvaigždėms, tačiau daugelis žvaigždžių turi vadinamuosius šiukšlių diskus. Astronomai kelia hipotezę, kad atsiradus tokiems objektams kaip asteroidai ir kometos iš protoplanetinio disko, jų susidūrimai gali sukelti antrinį dulkių diską.
Labiausiai žinomas tokių dulkių diskų pavyzdys yra ta, kuri supa antrą ryškiausią žvaigždę „Pictor“ žvaigždyne, reiškiančią „tapytojo molbertą“. Ši žvaigždė, žinoma kaip Beta Pictoris arba Beta Pic, yra labai artima Saulės kaimynė, nutolusi tik šešiasdešimt šviesmečių, todėl lengvai studijuojama labai išsamiai.
„Beta Pic“ yra dvigubai ryškesnė nei Saulė, tačiau šviesa iš disko yra daug silpnesnė. Astronomai Smithas ir Terrile pirmieji šią silpną šviesą aptiko 1984 m., Užblokavę pačios žvaigždės šviesą, naudojant metodą, vadinamą koronografija. Nuo to laiko daugelis astronomų stebėjo „Beta Pic“ diską naudodami vis geresnius instrumentus ir žemės bei kosmoso teleskopus, kad išsamiai suprastų planetų gimimo vietą, taigi ir gyvenimą.
Japonijos nacionalinės astronomijos observatorijos, Nagojos universiteto ir Hokaido universiteto astronomų komanda pirmą kartą sujungė keletą technologijų, kad gautų geresnės skiriamosios gebos ir didesnio kontrasto „Beta Pic“ disko infraraudonosios spinduliuotės poliarizacijos atvaizdą nei bet kada anksčiau: didelis diafragmos teleskopas ( „Subaru“ teleskopas su dideliu 8,2 metro pirminiu veidrodžiu), adaptyviosios optikos technologija ir koronografinis vaizduoklis, galintis fotografuoti įvairaus poliarizuotumo šviesą („Subaru“ koronagrafinis vaizdajuostis su adaptyvia optika, CIAO).
Didelės diafragmos teleskopas, ypač pasižymintis puikia „Subaru“ vaizdo kokybe, leidžia matyti silpną šviesą aukšta skiriamąja geba. Adaptyviosios optikos technologija sumažina Žemės atmosferą iškraipantį poveikį šviesai, leidžiant didesnės skyros stebėjimus. Koronagrafija yra technika, skirta blokuoti šviesą iš šviesaus objekto, pavyzdžiui, žvaigždės, kad pamatytų šviesesnius objektus šalia jo, pavyzdžiui, planetą ir dulkes, supančią žvaigždę. Stebint poliarizuotą šviesą, atsispindinčią šviesą galima atskirti nuo šviesos, sklindančios tiesiai iš pirminio šaltinio. Poliarizacijoje taip pat yra informacijos apie dulkių, atspindinčių šviesą, dydį, formą ir išdėstymą.
Taikant šį technologijų derinį, komandai pavyko stebėti Beta Pic infraraudonųjų spindulių dviejų mikrometrų bangos ilgio, penktojo arkinio sekundės skyra, skiriamąją gebą. Ši skiriamoji geba atitinka galimybę pamatyti atskirą ryžių grūdelį iš vienos mylios arba garstyčių sėklą iš vieno kilometro atstumo. Šios rezoliucijos pasiekimas reiškia didžiulį pagerėjimą, palyginti su ankstesniais praėjusio amžiaus trečiojo dešimtmečio poliarimetriniais stebėjimais, kurių skiriamoji geba buvo tik pusantros arkos sekundės.
Nauji rezultatai tvirtai rodo, kad „Beta Pic“ diske yra plokštuminiai matmenys, asteroidas ar kometą primenantys objektai, kurie susiduria ir sukuria dulkes, atspindinčias žvaigždę.
Iš disko atspindėtos šviesos poliarizacija gali atskleisti fizines disko savybes, tokias kaip kompozicija, dydis ir pasiskirstymas. Visų dviejų mikrometrų bangos ilgio šviesos atvaizdas rodo ilgą ploną disko struktūrą, matytą beveik ant krašto. Šviesos poliarizacija rodo, kad dešimt procentų dviejų mikrometrų šviesos yra poliarizuota. Poliarizacijos modelis rodo, kad šviesa yra šviesos atspindys, kilęs iš centrinės žvaigždės.
Analizė, kaip keičiasi disko ryškumas atsižvelgiant į atstumą nuo centrinio, rodo laipsnišką ryškumo mažėjimą mažu svyravimu. Nedidelis ryškumo svyravimas atitinka disko tankio pokyčius. Labiausiai tikėtinas paaiškinimas, kad tankesni regionai atitinka tai, kur susiduria plokštumos modeliai. Panašios struktūros buvo pastebėtos arčiau žvaigždės ankstesniuose stebėjimuose ilgesnių bangų ilgiuose, naudojant „Subaru“ aušinamą vidutinės infraraudonųjų spindulių kamerą ir spektrografą (COMICS) bei kitus instrumentus.
Panaši analizė, kaip keičiasi poliarizacijos dydis atsižvelgiant į atstumą nuo žvaigždės, rodo poliarizacijos sumažėjimą šimto astronominių vienetų atstumu (astronominis vienetas yra atstumas tarp Žemės ir Saulės). Tai atitinka vietą, kurioje ryškumas taip pat mažėja, o tai rodo, kad tokiu atstumu nuo žvaigždės yra mažiau plokštumos matmenų.
Kai komanda ištyrė „Beta Pic“ disko modelius, kurie gali paaiškinti ir naujus, ir senus stebėjimus, jie nustatė, kad „Beta Pic“ disko dulkės yra daugiau nei dešimt kartų didesnės nei tipiškos tarpžvaigždinių dulkių grūdeliai. „Beta Pics“ dulkių diskas greičiausiai pagamintas iš mikrometrų dydžio palaidų dulkių ir ledo gumulėlių, tokių kaip miniatiūriniai bakterijų dydžio dulkių zuikiai.
Visi šie rezultatai kartu pateikia labai tvirtą įrodymą, kad diską, supantį „Beta Pic“, sukuria susiformavęs ir susidūręs plokštuminiai modeliai. Šios naujos informacijos detalumas sustiprina mūsų supratimą apie aplinką, kurioje formuojasi ir vystosi planetos.
Motohide'as Tamura, kuris vadovauja komandai, sako, kad „nedaugelis žmonių sugebėjo ištirti planetų gimimo vietą stebėdami poliarizuotą šviesą dideliu teleskopu. Mūsų rezultatai rodo, kad tai labai naudingas požiūris. Mes planuojame išplėsti savo tyrimų apimtį su kitais diskais, kad gautume išsamų vaizdą apie tai, kaip dulkės virsta planetomis. “
Šie rezultatai buvo paskelbti 2006 m. Balandžio 20 d. Leidinyje „Astrophysical Journal“.
Komandos nariai: Motohide Tamura, Hiroshi Suto, Lyu Abe (NAOJ), Misato Fukagawa (Nagojos universitetas, Kalifornijos technologijos institutas), Hiroshi Kimura, Tetsuo Yamamoto (Hokkaido universitetas).
Šį tyrimą rėmė Japonijos švietimo, kultūros, sporto, mokslo ir technologijos ministerija, teikdama paramą moksliniams tyrimams prioritetinėse srityse, skirtose „Ne saulės saulės planetų mokslo plėtrai“.
Originalus šaltinis: NAOJ naujienų leidinys
