eso1608pl — Komunikat naukowy

Najostrzejszy obraz dysku pyłowego wokół starzejącej się gwiazdy

VLTI znalazł dyski wokół starzejących się gwiazd, podobne do istniejących wokół młodych obiektów

9 marca 2016

Very Large Telescope Interferometer w Obserwatorium Paranal w Chile uzyskał najostrzejszy jak dotąd obraz dysku pyłowego wokół starzejącej się gwiazdy. Po raz pierwszy można było porównać tego typu struktury do dysków istniejących wokół młodych gwiazd i okazało się, że wyglądają zaskakująco podobnie. Być może nawet dysk pojawiający się pod koniec życia gwiazdy jest w stanie wytworzyć drugą generację planet.

Gdy gwiazdy zbliżają się do końca swojego życia, wiele z nich wykształca wokół siebie stabilne dyski gazu i pyłu. Jest to materia wyrzucona przez wiatry gwiazdowe, podczas przechodzenia gwiazdy przez ewolucyjne stadium czerwonego olbrzyma. Dyski te przypominają te, w których wokół młodych gwiazd powstają planety. Ale do tej pory astronomowie nie byli w stanie porównać obu tych typów dysków, powstających na początku i na końcu gwiezdnego cyklu życia.

Chociaż istnieje wiele dysków związanych z młodymi gwiazdami, które są wystarczająco blisko nas, aby je dokładnie badać, to brakuje odpowiadających im starych gwiazd z dyskami wystarczająco blisko, aby dało się uzyskać szczegółowe zdjęcia

Ale obecnie uległo to zmianie. Zespół astronomów, którym kierowali Michel Hillen oraz Hans Van Winckel z Instituut voor Sterrenkunde w Leuven w Belgii, wykorzystał pełną moc Very Large Telescope Interferometer (VLTI) w Obserwatorium Paranal w Chile, uzbrojonego w instrument PIONIER i nowy, zmodernizowany detektor RAPID.

Celem badaczy była stara gwiazda podwójna IRAS 08544-4431 [1], położona około 4000 lat świetlnych od Ziemi w południowej konstelacji Żagla. Ta gwiazda podwójna zawiera czerwonego olbrzyma, który wyrzucił materię do otaczającego go dysku pyłowego, oraz okrążającą go z bliska mniej wyewoluowaną, zwykłą gwiazdę.

Jacques Kluska, członek zespołu z Exeter University w Wielkiej Brytanii, wyjaśnia: „Łącząc światło z kilku teleskopów Very Large Telescope Interferometer, uzyskaliśmy obraz o niesamowitych szczegółach – odpowiadający użyciu teleskopu o średnicy 150 metrów. Rozdzielczość jest tak duża, że dla porównania moglibyśmy określić rozmiar i kształt monety jeden euro widocznej z odległości dwóch tysięcy kilometrów.”

Dzięki świetnej ostrości zdjęć [2] z interferometru VLTI oraz nowej technice obrazowania, która umożliwia usunięcie ze zdjęcia gwiazd centralnych, aby ukazać to co znajduje się wokół nich, zespół mógł po raz pierwszy rozdzielić wszystkie bloki budulcowe systemu IRAS 08544-4431.

Najbardziej widoczną cechą na zdjęciu jest wyraźny pierścień. Wewnętrzny brzeg pyłowego pierścienia, po raz pierwszy zaobserwowany w ramach opisywanych obserwacji, bardzo dobrze odpowiada spodziewanemu początkowi dysku pyłowego: bliżej dysk wyparowałby od niepohamowanego promieniowania od gwiazd.

„Byliśmy także zaskoczeni znalezieniem słabszej poświaty, która prawdopodobnie pochodzi od małego dysku akrecyjnego wokół drugiej z gwiazd. Wiedzieliśmy, że jest to układ podwójny, ale nie spodziewaliśmy się zobaczyć drugiej gwiazdy bezpośrednio. Nastąpiło to dzięki skokowi wydajności możliwemu dzięki nowemu detektorowi na instrumencie PIONIER, który był w stanie zobaczyć wewnętrzne rejony odległego systemu” dodaje główny autor Michel Hillen.

Naukowcy odkryli, że dysk wokół starej gwiazdy jest bardzo podobny do formujących planety dysków wokół młodych gwiazd. Kwestia czy drugie pokolenie planet może naprawdę utworzyć się wokół starych gwiazd, musi być jeszcze zbadana, ale jest to intrygująca możliwość.

„Nasze obserwacje i modelowanie otwierają nowe okno na badania fizyki tego typu dysków, a także ewolucji gwiazd podwójnych. Po raz pierwszy złożone interakcje pomiędzy bliskimi układami podwójnymi, a ich pyłowym otoczeniem, mogą być badane z dobrą rozdzielczością przestrzenną i czasową” podsumowuje Hans Van Winckel.

Uwagi

[1] Nazwa obiektu wskazuje, że jest to źródło promieniowania podczerwonego, które zostało wykryte i skatalogowane przez obserwatorium satelitarne IRAS w latach 80.

[2] Rozdzielczość VLTI, używanego z czterema Teleskopami Pomocniczymi, wynosiła około jednej milisekundy łuku (1/1000 z 1/3600 stopnia).

Więcej informacji

Wyniki badań przedstawiono w artykule pt. “Imaging the dust sublimation front of a circumbinary disk”, M. Hillen et al., który ukaże się jako list w czasopiśmie Astronomy & Astrophysics.

Skład zespołu badawczego: M. Hillen (Instituut voor Sterrenkunde, Leuven, Belgia), J. Kluska (University of Exeter, Exeter, Wielka Brytania), J.-B. Le Bouquin (UJF-Grenoble 1/CNRS-INSU, Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble, Francja), H. Van Winckel (Instituut voor Sterrenkunde, Leuven, Belgia), J.-P. Berger (ESO, Garching, Niemcy), D. Kamath (Instituut voor Sterrenkunde, Leuven, Belgia) oraz V. Bujarrabal (Observatorio Astronómico Nacional, Alcalá de Henares, Hiszpania).

ESO jest wiodącą międzyrządową organizacją astronomiczną w Europie i najbardziej produktywnym obserwatorium astronomicznym na świecie. Wspiera je 16 krajów: Austria, Belgia, Brazylia, Czechy, Dania, Finlandia, Francja, Hiszpania, Holandia, Niemcy, Polska, Portugalia, Szwajcaria, Szwecja, Wielka Brytania oraz Włochy. ESO prowadzi ambitne programy dotyczące projektowania, konstrukcji i użytkowania silnych naziemnych instrumentów obserwacyjnych, pozwalając astronomom na dokonywanie znaczących odkryć naukowych. ESO odgrywa wiodącą rolę w promowaniu i organizowaniu współpracy w badaniach astronomicznych. ESO zarządza trzema unikalnymi, światowej klasy obserwatoriami w Chile: La Silla, Paranal i Chajnantor. W Paranal ESO posiada teleskop VLT (Very Large Telescope - Bardzo Duży Teleskop), najbardziej zaawansowane na świecie astronomiczne obserwatorium w świetle widzialnym oraz dwa teleskopy do przeglądów. VISTA pracuje w podczerwieni i jest największym na świecie instrumentem do przeglądów nieba, natomiast VLT Survey Telescope to największy teleskop dedykowany przeglądom nieba wyłącznie w zakresie widzialnym. ESO jest głównym partnerem ALMA, największego istniejącego projektu astronomicznego. Z kolei na Cerro Armazones, niedaleko Paranal, ESO buduje 39-metrowy teleskop E-ELT (European Extremely Large Telescope - Ekstremalnie Wielki Teleskop Europejski), który stanie się “największym okiem świata na niebo”.

Linki

• Publikacja naukowa
• Więcej informacji na temat PIONIER, oraz nowego detektora RAPID.
• Zdjęcia VLT

Kontakt

Krzysztof Czart
Centrum Astronomii UMK
Toruń, Polska
Tel.: +48 513 733 282
E-mail: eson-poland@eso.org

Hans Van Winckel
Instituut voor Sterrenkunde
KU Leuven, Belgium
Tel.: +32 16 32 70 32
E-mail: Hans.VanWinckel@ster.kuleuven.be

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6655
Tel. kom.: +49 151 1537 3591
E-mail: rhook@eso.org

Śledź ESO w mediach społecznościowych

Jest to tłumaczenie Komunikatu prasowego ESO eso1608