Şili’deki bir teleskop ağı, genç bir yıldızı çevreleyen diski çok detaylı bir şekilde inceleyerek, toz taneciklerinin yapısı hakkında daha önce bilinmeyen bilgileri ortaya çıkardı.
Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizisi (ALMA) Dünya’dan yalnızca 480 ışıkyılı uzaklıkta bulunan yakınlardaki genç bir yıldız olan HL Tauri’nin yüksek çözünürlüklü görüntülerini yakaladı.
Minik toz parçacıkları gezegen oluşumuna yol açıyor
Evren, gezegenlerin oluşabileceği hammadde görevi gören kozmik tozla bol miktarda doludur. Yıldızların etrafındaki toz, gezegen sistemlerinin geliştirilmesine yardımcı olabilecek karbon ve demir gibi temel elementleri içerir.
Gezegenler özellikle genç bir yıldızı çevreleyen, proto-gezegen diski olarak bilinen, dönen bir toz ve gaz diskinden ortaya çıkar.
Gezegensel oluşum süreci oldukça karmaşıktır ve bilim adamları tarafından henüz tam olarak anlaşılamamıştır.
Proto-gezegen diski içindeki küçük toz parçacıklarıyla başlar, yavaş yavaş gelişir, çarpışmalar yoluyla boyutları artar ve birbirine yapışır. Gazın varlığı, toz parçacıklarının yapışmasına yardımcı olarak gezegenimsiler olarak bilinen daha büyük ve daha katı nesneler oluşturur. Bu, yeni bir oluşumun ilk önemli aşamasını işaret ediyor gezegen.
Bu sonuçta güneş sistemimize benzer gezegenlerin gelişmesine yol açabilir.
ALMA’nın en ayrıntılı gözlemleri
Bu toz taneciklerini analiz etmeye yönelik yaklaşımlardan biri, yayılan “ışık dalgalarının yönünü” incelemeyi içerir; bu olay, polarizasyon olarak bilinir.
HL Tauri’nin önceki çalışmaları da ışık polarizasyonunu haritalandırmıştı. resmi açıklama. Yine de en son ALMA gözlemleri bu genç yıldızın görüntülerinin elde edilmesinde benzersiz bir netliğe ulaştı.
“Sonuçta ortaya çıkan görüntü, diğer disklerden 10 kat daha fazla polarizasyon ölçümüne ve çoğu diskten 100 kat daha fazla ölçüme dayanmaktadır. Bu, şu ana kadar yakalanan herhangi bir diskin açık ara en derin polarizasyon görüntüsüdür. Görüntü, Güneş’ten Jüpiter’e kadar olan mesafeye eşdeğer olan 5 AU çözünürlükte çekildi” dedi.
Bu, diskin içindeki “ince kutuplaşma modellerinin” tanımlanmasına yardımcı oldu.
Bilim adamları diskin iki tarafı arasındaki polarize ışık miktarında bir fark keşfettiler. Bu asimetri büyük olasılıkla toz taneciklerinin farklı özelliklerinin disk boyunca eşit olmayan dağılımından kaynaklanmaktadır.
Küresel şekillerin aksine, toz taneleri, kalın bir gözleme gibi yassı ya da pirinç tanesi gibi yassı olmak gibi çeşitli biçimlere bürünebilir. Işık bu toz tanecikleriyle etkileşime girdiğinde veya saçıldığında polarize hale gelir, bu da ışık dalgalarının rastgele değil belirli bir yönde hizalandığını gösterir.
Yeni bulgulara göre, toz parçacığı davranışı, prolat formlarla daha yakından uyumlu olup, “disk içindeki toz taneciklerinin şekli ve boyutu üzerinde güçlü kısıtlamalar” getirmektedir.
“Çalışmanın şaşırtıcı bir sonucu, halkalarda daha fazla toz olmasına rağmen diskin boşluklarında halkalara göre daha fazla polarizasyon bulunmasıdır.”
Boşlukların içindeki polarizasyon azimut düzenini takip ediyor, bu da boşlukların içindeki hizalanmış toz taneciklerinin bu polarizasyona katkıda bulunduğunu gösteriyor. Öte yandan, halkalardaki polarizasyon daha düzgün görünüyor, bu da bunun çoğunlukla ışık dağılımından kaynaklandığını gösteriyor.
Boşluklarda ve halkalarda gözlemlenen benzersiz polarizasyon modelleri bir bulmacayı ortaya çıkarıyor ve proto-gezegen diskinin bu belirli alanlarında toz parçacıklarının hizalanmasını yöneten mekanizmaları çözmek için daha fazla araştırmaya ihtiyaç var.
Bulgular dergide yayınlandı Doğa.
Çalışma özeti:
Yıldız çevresi disklerdeki toz taneciklerinden kaynaklanan polarize (milimetre altı) emisyonun başlangıçta manyetik alanla hizalanmış taneciklerden kaynaklandığı düşünülüyordu.. Bununla birlikte, daha yüksek çözünürlüklü çoklu dalgaboyu gözlemleri ve geliştirilmiş modeller6,7,8,9,10 Bu polarizasyonun, daha kısa dalga boylarında (örneğin, 870 µm) kendi kendine saçılmanın ve daha uzun dalga boylarında (örneğin, 3 mm) manyetik alanlardan başka bir şeyle hizalanan taneciklerin hakim olduğunu buldu. Bununla birlikte, polarizasyon sinyalinin altta yatan altyapıya bağlı olması beklenmektedir.11,12,13ve şimdiye kadar yapılan gözlemler, birden fazla halka ve boşluktaki kutuplaşmayı çözemedi. HL Tau, 147,3 ± 0,5 pc uzakta bulunan bir öngezegen diski14, milimetre-milimetre-altı dalga boylarında en parlak sınıf I veya sınıf II disktir. Burada HL Tau’nun 870 µm’de derin, yüksek çözünürlüklü polarizasyon gözlemlerini gösteriyoruz; hem halkalardaki hem de boşluklardaki polarizasyonu çözüyoruz. Boşlukların, dikkate değer bir azimut bileşeni ve halkalardan daha yüksek bir polarizasyon fraksiyonu ile polarizasyon açılarına sahip olduğunu bulduk. Modellerimiz disk polarizasyonunun hem saçılma hem de hizalanmış, etkili bir şekilde prolat tanelerden kaynaklanan emisyondan kaynaklandığını göstermektedir.
