천문학 자들은 처음으로 초기 태양계의 별과 행성을 일으키는 과정을 전례없이 자세히 관찰했습니다. ASTRA (ASTrometric and Phase-Referenced Astronomy)라는 특수하게 설계된기구가 장착 된 하와이 마우나 케아에있는 두 개의 eck 망원경을 사용하여 애리조나 대학의 Joshua Eisner와 그의 동료들은 기체의 소용돌이 치는 구름과 중심에 성장하는 별을 공급하고 결국 행성과 소행성으로 응집하여 태양계를 형성하는 먼지. 그들이 본 것은 원형 행성 디스크에서 수소 가스가 별에 통합되는 방식에 대한 통찰력을 제공하는 것입니다.
지구에서 500 광년 떨어진 별과 주변 디스크 사이의 경계에서 발생하는 과정을 관찰하는 데 필요한 매우 정밀한 해상도를 얻기 위해 팀은 허블 망원경보다 더 정밀한 각도 해상도를 제공하는 두 개의 eck 망원경의 빛을 결합했습니다. . Eisner와 그의 팀은 또한 분광학이라는 기술을 사용하여 해상도를 더욱 향상 시켰습니다. 연구원들은 Keck 망원경 거울을 사용하여 서로 다른 파장의 원형 행성 디스크에서 나오는 빛을 측정하고 ASTRA를 사용하여 추가로 조작함으로써 초기 태양계 중심의 프로세스를 관찰하는 데 필요한 해상도를 달성했습니다.
"허블 우주 망원경으로 달성 할 수있는 각도 분해능은 우리 태양보다 훨씬 크지 않은 초기 별 바깥에서 일어나는 일을 볼 수 없을 정도로 약 100 배나 큽니다." 다시 말해, 우리 태양계 근처에서 고려할 수있을 정도로 가까운 원형 행성 디스크조차도 특징이없는 얼룩으로 보일 수 있습니다.
이 새로운 기술을 통해 팀은 주로 수소로 구성된 가스 분포와 먼지를 구분하여 디스크의 특징을 해결할 수있었습니다.
Eisner는“실제로 별에 가까이 다가가 가스가 풍부한 원판 행성 디스크와 별 사이의 인터페이스를 바로 볼 수있었습니다.
가스 분자와 먼지 입자의 구름이 중력의 영향으로 붕괴되기 시작하면 별 모양의 보육원에서 원형 행성 디스크가 형성됩니다.
처음에는 천천히 회전하면서 구름의 질량과 중력이 커져 구름이 더 조밀 해지고 더 작아집니다. 회전 운동량의 보존은 피겨 스케이터가 팔을 잡아 당기면서 빠르게 회전하는 것처럼 구름이 줄어들면서 구름의 속도를 높입니다. 원심력은 구름을 소용돌이 치는 가스와 먼지의 회전하는 원반으로 평평하게하여 결국 거의 같은 평면에서 별을 공전하는 행성을 일으킨다.
천문학 자들은 별이 수소 가스의 일부를 디스크 주위에 디스크에 통합하여 질량을 얻는다는 것을 알고 있습니다.
하나의 시나리오에서, 가스는 별의 불 같은 표면으로 바로 씻겨 질 때 삼켜진다.
두 번째로 훨씬 더 폭력적인 시나리오에서, 별에서 튀어 나오는 자기장은 접근하는 가스를 뒤로 밀고 뭉쳐서 별과 주변 디스크 사이에 간격을 만듭니다. 수소 원자는 별의 표면을 겹치지 않고 고속도로 에서처럼 자기장 선을 따라 이동하여이 과정에서 과열되고 이온화됩니다.
Eisner는“별의 자기장에 갇 히면 가스는 평면의 위와 아래에있는 필드 라인을 따라 퍼져 나가고있다. "그런 다음 물질은 높은 속도로 별의 극지방에 충돌합니다."
매초마다 수백만 개의 히로시마 크기의 원자 폭탄의 에너지를 방출하는이 지옥에서는 아치형 가스 흐름의 일부가 디스크에서 방출되어 성간 바람처럼 우주로 퍼져 나갑니다.
Eisner는“우리는 어떻게 물질이 별에 미치는 영향을 이해하고 싶습니다. "이 과정은 직접 측정 된 적이 없습니다."
Eisner의 팀은 망원경이 태양의 절반과 10 배 사이에서 어린 별의 질량을 갖는 15 개의 원형 행성 원반을 망원경으로 가리 켰습니다.
“대부분의 경우 가스가 운동 에너지의 일부를 별과 매우 가까운 빛으로 변환한다는 것을 성공적으로 식별 할 수있었습니다.”라고 그는 말했다.
아이즈너는“다른 경우에는 별에 가해지는 물질과 함께 공간으로 바람이 발사되었다는 증거를 보았다”고 덧붙였다. "우리는 디스크가 항성 표면까지 닿을 수있는 매우 큰 질량의 별 주위의 예를 발견했습니다."
이 연구를 위해 천문학 자들이 선택한 태양계는 아직 젊었을 것입니다.
아이스너는“이러한 디스크는 몇 백만 년 동안 더있을 것이다. "그때까지, 목성과 토성과 유사한 가스 거인들이 최초의 행성들이 많은 디스크 재료를 사용하여 형성 될 수 있습니다."
지구, 금성 또는 화성과 같은 더 단단하고 바위 같은 행성은 훨씬 후에야 주변에있을 것입니다.
“그러나 지금은 이들을위한 빌딩 블록이 형성 될 수 있습니다.”라고이 연구는 지구와 같이 거주 할 수있는 행성을 가진 태양계를 포함하여 태양계가 어떻게 형성되는지에 대한 우리의 이해에 중요한 이유입니다.
그는“우리는 원판 디스크에서 유기 분자와 물을 비슷한 방식으로 측정 할 수 있는지 살펴볼 것”이라고 말했다. "그들은 생명을 보유 할 조건을 가진 행성을 잠재적으로 일으킨 사람들 일 것입니다."
이 팀의 논문은 천체 물리 저널에 발표되었습니다.
논문 : Eisner et al. T Tauri 0.1 HerAU 및 Herbig Ae / Be Stars 내 공간 및 스펙트럼 분해 수소 가스
출처 : 애리조나 대학교
