eso1604is — Fréttatilkynning

Gaddfreðinn fljúgandi diskur

ALMA finnur óvenju kalt ryk gas- og rykskífu

3. febrúar 2016

Stjörnufræðingar notuðu ALMA og IRAM sjónaukana til að gera fyrstu mælingarnar á hitastigi stórra rykagana í ytri hlutum gas- og rykskífu umhverfis unga stjörnu. Nýstárlegri tækni var beitt við mælingar á fyrirbæri sem kallað er Fljúgandi diskurinn og komust stjörnufræðingar að því að rykagnir í kringum hana eru mun kaldari en búist var við eða –266 gráður á Celsíus. Þessar óvæntu niðurstöður benda til þess að endurskoða þurfi líkön af skífum sem þessum.

Alþjóðlegt teymi stjörnufræðinga undir forystu Stephane Guilloteau við Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux í Frakklandi, mældi hitastig stórra rykagna í kringum unga stjörnu, 2MASS J16281370-2431391, í Rho Ophiuchi stjörnumyndunarsvæði glæsilega sem er í um 400 ljósára fjarlægð frá Jörðinni.

Stjarnan er umvafin gas- og rykskífu sem kallaðar eru frumsólkerfisskífur þar sem þær eru á fyrstu stigum þess að mynda sólkerfi. Þessi tiltekna skífa liggur því sem næst á rönd en útlit hennar í sýnilegu ljósi hefur leitt til þess að hún er kölluð Fljúgandi diskurinn.

Stjörnufræðingar notuðu Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) til þess að mæla bjarmann frá kolmónoxíðssameindum í skífu 2MASS J16281370-2431391. Þeim tókst að útbúa mjög skýrar og skarpar myndir og fundu nokkuð óvenjulegt — í sumum tilvikum sáu þeir neikvætt merki! Venjulega er ómögulegt að fá neikvætt merki en í þessu tilviki er leiðir skýringin til óvæntrar niðurstöðu.

„Skífan er ekki í sjónlínu við svartan og tóman himingeiminn, heldur sjáum við skuggamynd hennar fyrir framan bjarma Rho Ophiuchi þokuna. Dreifði bjarmi þokunnar er of víður til þess að ALMA nemi hann en skífan gleypir ljósið. Neikvæða merkið sem við sjáum bendir til þess að sumir hlutar í gas- og rykskífunni sé kaldari en bakgrunnurinn. Jörðin er bókstaflega í skugga Fljúgandi disksins!“ segir Stephane Guilloteau, aðalhöfundur greinarinnar um rannsóknina.

Stjörnufræðingarnir blönduðu saman mælingum ALMA af skífunni við mælingar á bakgrunnsbjarmanum sem gerðar voru með hinum 30 metra breiða IRAM sjónauka á Spáni [1]. Útreikningar byggðir á mælingunum sýna að hitastigið ryksins í um 15 milljarða km fjarlægð frá stjörnunni í miðjunni er aðeins –266 gráður á Celsíus (einungis 7 gráðum yfir alkuli eða 7 Kelvin) [2]. Þetta er í fyrsta sinn sem hitastig stórra rykagna (meira en 1 mm að stærð) í fyrirbærum sem þessum hefur verið mælt með beinum hætti.

Hitastigið er mun lægra þær –258 til –253 Celsíusgráður (15 til 20 Kelvin) sem flest líkön spá fyrir um. Lausn á þessu misræmi bendir til þess að stóru rykagnirnar hafi aðra eiginleika en búist var við sem gerir þeim kleift að kólna svona mikið.

„Til að komast að áhrifunum sem þetta hefur á uppbyggingu skífunnar verðum við að finna út hvaða eiginleikar ryksins geta leitt til svo lágs hitastigs. Nokkrar hugmyndir eru uppi — til dæmis að hitastigið velti á kornastæðrinni, þar sem stærri korn eru kaldari en smærri, en það er of snemmt að segja til um það,“ segir Emmanuel di Folco (Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux).

Ef þetta lága hitastig ryksins reynist dæmigert fyrir aðrar gas- og rykskífur gæti það haft afleiðingar fyrir skilning okkar á myndun og þróun þeirra.

 

Mismunandi eiginleikar ryks hafa til dæmis áhrif á það sem gerist þegar agnirnar rekast saman og þar af leiðandi áhrif á hlutverk þeirra í myndun reikistjarna. Ekki er enn hægt að segja til um hvort breytingarnar á eiginleikum ryksins séu miklar eða ekki í þessu tilviki.

Þetta lága hitastig sem mælist gæti líka haft sín áhrif á smærri gas- og rykskífur. Ef slíkar skífur innihalda að mestu leyti stærri og kaldari rykkorn en nú er talið gætu þær verið þéttar og efnismiklar og myndað stórar reikistjörnur tiltölulega nálægt stjörnunni í miðjunni.

Gera þarf fleiri mælingar en útlit er fyrir að kalda rykið sem ALMA mældi muni hafa miklar afleiðingar í för með sér fyrir skilning okkar á gas- og rykskífum sem eru að mynda sólkerfi.

Skýringar

[1] Mælingar IRAM voru nauðsynlegar þar sem ALMA sjálf var ekki nógu næm til að greina víkkað merkið frá bakgrunninum.

[2] Þetta samsvarar hundraðfaldri fjarlægðinni milli Jarðar og sólar. Í sólkerfinu okkar er Kuipersbeltið á þessum slóðum.

Frekari upplýsingar

Þessi rannsókn var kynnt í greininni „The shadow of the Flying Saucer: A very low temperature for large dust grains“, eftir S. Guilloteau o.fl., sem birtist í tímaritinu Astronomy & Astrophysics Letters.

Í rannsóknarteyminu eru S. Guilloteau (University of Bordeaux/CNRS, Floirac, Frakklandi), V. Piétu (IRAM, Saint Martin d’Hères, Frakklandi), E. Chapillon (University of Bordeaux/CNRS; IRAM), E. Di Folco (University of Bordeaux/CNRS), A. Dutrey (University of Bordeaux/CNRS), T.Henning (Max Planck Institute für Astronomie, Heidelberg, Germany [MPIA]), D.Semenov (MPIA), T.Birnstiel (MPIA) og N. Grosso (Observatoire Astronomique de Strasbourg, Strasbourg, Frakklandi).

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), alþjóðleg stjörnustöð, er samstarfsverkefni ESO, National Science Foundation (NSF) í Bandaríkjunum og National Institutes of Natural Sciences (NINS) í Japan, í samvinnu við Chile. ALMA er fjármögnuð af ESO fyrir hönd aðildarríkja þess, af NSF í samstarfi við National Research Council of Canada (NRC) og National Science Council of Taiwan (NSC) og NINS í samvinnu við Academia Sinica (AS) í Taívan og Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI).

ESO sér um smíði og rekstur ALMA fyrir hönd aðildarríkjanna en National Radio Astronomy Observatory (NRAO), sem lýtur stjórn Associated Universities, Inc. (AUI), fyrir hönd Norður Ameríku og National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) fyrir hönd austur Asíu. Samþætt stjórnun á smíði, prófun og rekstri ALMA er í umsjá Joint ALMA Observatory (JAO).

Institut de Radio Astronomie Millimétrique (IRAM) nýtur stuðnings INSU/CNRS (Frakklandi), MPG (Þýskalandi) og IGN (Spáni).

ESO er fremsta fjölþjóðlega stjörnustöð Evrópu og lang öflugasta stjörnustöð heims. Hún nýtur stuðnings 16 landa: Austurríkis, Belgíu, Brasilíu, Tékklands, Danmörku, Finnlands, Frakklands, Þýskalands, Ítalíu, Hollands, Póllands, Portúgals, Spánar, Svíþjóðar, Sviss og Bretlands, auk gestaþjóðarinnar Chile. ESO heldur úti metnaðarfullum verkefnum sem miða að hönnun, smíði og starfsemi öflugra stjörnustöðva á jörðinni sem gera stjörnufræðingum kleift að gera mikilvægar uppgötvanir. ESO leikur líka lykilhlutverk í að efla og skipuleggja samstarf í stjarnvísindarannsóknum. ESO starfrækir þrjár stjörnuathugunarstöðvar í heimsflokki: La Silla, Paranal og Chajnantor. Á Paranalfjalli starfrækir ESO Very Large Telescope, fullkomnustu stjörnusjónauka heims sem notaðir eru til athugana á sýnilegu ljósi og tvo kortlagningarsjónauka. VISTA er stærsti kortlagningarsjónauki veraldar fyrir innrautt ljós og VLT Survey Telescope er stærsti sjónauki heims sem eingöngu er ætlað að kortleggja himinn í sýnilegu ljósi. ESO er stór þátttakandi í ALMA, stærsta stjarnvísindaverkefni heims. Á Cerro Armazones, skammt frá Paranal, er ESO að smíða 39 metra risasjónauka, European Extremely Large Telescope eða E-ELT sem verður „stærsta auga jarðar“.

Tenglar

Tengiliðir

Sævar Helgi Bragason
Stjörnufræðivefurinn
Reykjavík, Ísland
Farsími: 8961984
Tölvupóstur: eson-iceland@eso.org

Stephane Guilloteau
Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux
Floirac, France
Tölvupóstur: stephane.guilloteau@u-bordeaux.fr

Emmanuel di Folco
Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux
Floirac, France
Tölvupóstur: emmanuel.di-folco@u-bordeaux.fr

Vincent Pietu
IRAM
Grenoble, France
Tölvupóstur: pietu@iram.fr

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Sími: +49 89 3200 6655
Farsími: +49 151 1537 3591
Tölvupóstur: rhook@eso.org

Connect with ESO on social media

Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso1604.

Um fréttatilkynninguna

Fréttatilkynning nr.:eso1604is
Nafn:2MASS J16281370-2431391
Tegund:Milky Way : Star : Circumstellar Material : Disk : Protoplanetary
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2016A&A...586L...1G

Myndir

The Flying Saucer protoplanetary disc around 2MASS J16281370-2431391
The Flying Saucer protoplanetary disc around 2MASS J16281370-2431391
texti aðeins á ensku
The Flying Saucer protoplanetary disc around 2MASS J16281370-2431391
The Flying Saucer protoplanetary disc around 2MASS J16281370-2431391
texti aðeins á ensku
The Rho Ophiuchi star formation region in the constellation of Ophiuchus
The Rho Ophiuchi star formation region in the constellation of Ophiuchus
texti aðeins á ensku
The Rho Ophiuchi star formation region in the constellation of Ophiuchus
The Rho Ophiuchi star formation region in the constellation of Ophiuchus
texti aðeins á ensku

Myndskeið

Zooming in on the Flying Saucer protoplanetary disc
Zooming in on the Flying Saucer protoplanetary disc
texti aðeins á ensku