Esmakordselt on astronoomid enneolematult detailselt jälginud protsesse, mis tekitavad tärkavates päikesesüsteemides tähti ja planeete. Kasutades mõlemat Kecki teleskoopi Hawaiil asuval Mauna Keas, mis oli varustatud spetsiaalselt konstrueeritud instrumendiga ASTRA (ASTomeetriline ja faasiviidetega astronoomia), said Joshua Eisner Arizona ülikoolist ja tema kolleegid uurida sügavale protoplanetaarseid kettaid - keerlevaid gaasipilvi ja tolm, mis toidab kasvavat tähte selle keskel ja koondub lõpuks planeetideks ja asteroidideks, moodustades Päikesesüsteemi. Nad nägid, et nad saavad ülevaate protoplanetaarse ketta vesiniku tähe sisse lülitamise viisist.
Tähe ja seda ümbritseva ketta vahelisel piiril toimuvate protsesside jälgimiseks vajaliku ülitäpse eraldusvõime saamiseks, mis asub Maast 500 valgusaasta kaugusel, ühendas meeskond kahe Kecki teleskoobi valguse, mis annab Hubble'i täpsusega nurklihenduse peenemaks . Eisner ja tema meeskond kasutasid eraldusvõime veelgi suurendamiseks ka tehnikat, mida nimetatakse spektrostromeetriaks. Mõõtes mõlemal Kecki teleskoobipeeglil erinevatel lainepikkustel protoplanetaarsetest ketastest eralduvat valgust ja seda täiendavalt manipuleerides ASTRA abil, saavutasid teadlased eralduva päikesesüsteemi keskpunktis toimuvate protsesside jälgimiseks vajaliku eraldusvõime.
"Nurga eraldusvõime, mille Hubble'i kosmoseteleskoobi abil saate saavutada, on umbes 100 korda liiga jäme, et oleks võimalik näha, mis toimub just tärkava tähe väljaspool, mis pole palju suurem kui meie päike," ütles Eisner. Teisisõnu, isegi protoplanetaarne ketas, mis on piisavalt lähedal, et seda meie päikesesüsteemi naabruses arvestada, näib funktsioonideta kämp.
Selle uue tehnika abil suutis meeskond eristada gaasi, mis koosneb peamiselt vesinikust, ja tolmu jaotust, lahendades sellega ketta omadused.
"Me suutsime saada tähe lähedale tõesti väga lähedale ja vaadata otse gaasirikka protoplanetaarse ketta ja tähe vahelist liidest," ütles Eisner.
Protoplanetaarsed kettad moodustuvad tähelasteaedades, kui gaasimolekulide ja tolmuosakeste pilved hakkavad gravitatsiooni mõjul varisema.
Algselt aeglaselt pöörleva pilve kasvav mass ja raskusjõud muudavad selle tihedamaks ja kompaktsemaks. Pöörlemismomendi säilitamine kiirendab pilve vähenedes, nii nagu iluuisutaja keerutab seda kiiremini, kui ta pukseerib süles. Tsentrifugaaljõud tasandab pilve pöörleva gaasi ja tolmu pöörlevaks kettaks, andes lõpuks planeedid, mis tiirlevad nende tähe ümber peaaegu samal tasapinnal.
Astronoomid teavad, et tähed omandavad massi, lisades osa vesinikgaasist neid ümbritsevasse ketta protsessi, mida nimetatakse akretsiooniks, mis võib toimuda kahel viisil.
Ühe stsenaariumi korral neelatakse gaas alla, kuna see peseb tähe tulise pinna poole.
Teise, palju ägedama stsenaariumi korral lükkavad tähelt pühkivad magnetväljad läheneva gaasi tagasi ja põhjustavad selle hõõrumist, luues tähe ja seda ümbritseva ketta vahel tühiku. Tähe pinnal klammerdamise asemel liiguvad vesinikuaatomid mööda magnetvälja jooni justkui maanteel, muutudes selles protsessis ülekuumenetuks ja ioniseerituks.
"Kui tähe magnetväli on lõksus, suunatakse gaas mööda välja jooni, mis ulatuvad ketta tasapinnast kõrgemale ja allapoole," selgitas Eisner. "Seejärel satub materjal suure kiirusega tähe polaarpiirkondadesse."
Selles infernos, mis vabastab igal sekundil miljonite Hiroshima suurusega aatomipommide energiat, väljub osa kaaregaasi voolust kettalt ja kulgeb tähtedevahelise tuulena kosmosesse kaugele.
"Me tahame aru saada, kuidas materjal tähe külge klammerdub," sõnas Eisner. "Seda protsessi pole kunagi otseselt mõõdetud."
Eisneri meeskond suunas teleskoobid 15 protoplaneetilise ketta juurde, mille noorte tähtede mass varieerus meie päikese omast poole kuni kümnekordselt.
"Võiksime edukalt märgata, et enamikul juhtudel muundab gaas osa oma kineetilisest energiast valguseks tähtede lähedale", ütles ta, et vägivaldsuse tekke stsenaariumi märgutuli.
"Muudel juhtudel nägime kosmosesse lastud tuulte tunnuseid koos tähe akrüüleerivate materjalidega," lisas Eisner. "Leidsime isegi näite - väga suure massiga tähe ümber -, mille korral ketas võib ulatuda tähepinnani."
Päikesesüsteemid, mille astronoomid selle uuringu jaoks valisid, on endiselt noored, arvatavasti mõne miljoni aasta vanused.
"Neid kettaid on veel paar miljonit aastat," ütles Eisner. "Selleks ajaks võivad moodustuda esimesed planeedid, Jupiteri ja Saturniga sarnased gaasihiiglased, kasutades palju kettamaterjali."
Kindlamad, kivised planeedid nagu Maa, Veenus või Marss asuvad alles palju hiljem.
"Kuid nende jaoks võiksid moodustuda ehitusplokid," ütles ta, mistõttu on see uurimistöö oluline meie arusaamiseks päikesesüsteemide kujunemisest, sealhulgas potentsiaalselt elatavate planeetidega nagu Maa.
"Me vaatame, kas saame protoplanetaarsetes ketastes teha sarnaseid orgaaniliste molekulide ja vee mõõtmisi," ütles ta. "Need oleksid need, mis potentsiaalselt põhjustavad planeete, kus on tingimused elu varjamiseks."
Meeskonna paber avaldati ajakirjas Astrophysical Journal
Paber: Eisner jt. Ruumiliselt ja spektriliselt eraldatud vesiniku gaas 0,1 AU piires Tauri ja Herbig Ae / Be tähtedest.
Allikas: Arizona ülikool
