Nye data fra NASAs Spitzer-rumteleskop giver astronomer en fornemmelse af, hvordan protoplanetære diske kan fungere som en bremse til langsom stellarotation. Spitzer indsamlede data om 500 unge stjerner i Orion-tågen. De hurtigst roterende stjerner har ikke planetariske diske omkring den gang. Det kan være, at stjernens magnetfelt interagerer med planetdisken og bremser stjernen ned.
Astronomer, der bruger NASAs Spitzer-rumteleskop har fundet bevis for, at støvede diske af planetdannende materiale trækker på og bremser de unge, hvirvlende stjerner, de omgiver.
Unge stjerner er fulde af energi og snurrer som toppe om en halv dag eller mindre. De ville snurre endnu hurtigere, men noget sætter bremserne på. Mens forskere havde teoretiseret, at planetdannende diske muligvis i det mindste var en del af svaret, var det vanskeligt at demonstrere dette indtil nu.
”Vi vidste, at noget måtte holde stjernernes hastighed i skak,” sagde Dr. Luisa Rebull fra NASAs Spitzer Science Center, Pasadena, Calif. ”Diskerne var det mest logiske svar, men vi måtte vente på, at Spitzer kunne se diske .”
Rebull, der har arbejdet på problemet i næsten et årti, er hovedforfatter af en ny artikel i 20. juli-udgaven af Astrophysical Journal. Resultaterne er del af en søgen efter at forstå det komplekse forhold mellem unge stjerner og deres spirende planetariske systemer.
Stjerner begynder livet som kollapsede kugler af gas, der roterer hurtigere og hurtigere, når de krymper, som virvlende isskatere, der trækker i deres arme. Når stjernerne pisker rundt, udjævles overskydende gas og støv i de omkringliggende pandekage-lignende diske. Støv og gas i diskene menes til sidst at klumpe sig sammen for at danne planeter.
Udviklingsstjerner roterer så hurtigt, at de, hvis de ikke er markeret, aldrig helt ville trække sig sammen og blive stjerner. Før den nye undersøgelse havde astronomer teoretiseret, at diske muligvis bremser de superhurtige stjerner ved at trække sig ned på deres magnetiske felter. Når en stjernes felter passerer gennem en disk, menes de at blive bundet sammen som en ske i melasse. Dette låser en stjerners rotation til den langsommere drejning, så den krympende stjerne ikke kan rotere hurtigere.
For at bevise dette princip vendte Rebull og hendes team sig til Spitzer for at få hjælp. Det infrarøde observatorium blev lanceret i august 2003 og er en ekspert i at finde de hvirvlende skiver omkring stjerner, fordi støv i diskene opvarmes af stjernelys og lyser med infrarøde bølgelængder.
Holdet brugte Spitzer til at observere næsten 500 unge stjerner i Orion-tågen. De delte stjernerne i langsomme spinnere og hurtige spinnere og bestemte, at de langsomme spinnere er fem gange mere tilbøjelige til at have skiver end de hurtige.
”Vi kan nu sige, at diske spiller en slags rolle i at bremse stjerner i mindst en region, men der kan være en række andre faktorer, der fungerer sammen. Og stjerner kan opføre sig forskelligt i forskellige miljøer, ”sagde Rebull.
Andre faktorer, der bidrager til, at en stjerne afvikles over længere tid, inkluderer stjernevind og muligvis fulde voksne planeter.
Hvis planetdannende diske bremser stjerner, betyder det da stjerner med planeter spin langsommere end stjerner uden planeter? Ikke nødvendigvis ifølge Rebull, der sagde, at langsomt roterende stjerner måske simpelthen tager mere tid end andre stjerner for at rydde deres diske og udvikle planeter. Sådanne sent-blomstrende stjerner ville faktisk give deres diske mere tid til at få på bremserne og bremse dem.
I sidste ende vil spørgsmålet om, hvordan en stjerners rotationsrate er relateret til dens evne til at støtte planeter, falde for planetjægere. Indtil videre cirkel alle kendte planeter i universet stjerner, der vender sig dovne. Vores sol betragtes som en slowpoke, der i øjeblikket kører sammen med en hastighed på en revolution hver 28. dag. Og på grund af begrænsninger inden for teknologi har planetjægere ikke været i stand til at finde nogen ekstrasolære planeter omkring zippy-stjerner.
”Vi bliver nødt til at bruge forskellige værktøjer til at detektere planeter omkring hurtigt spundet stjerner, såsom næste generations jord- og rumteleskoper,” sagde Dr. Steve Strom, en astronom ved National Optical Astronomy Observatory, Tucson, Ariz.
Andre medlemmer af Rebulls team inkluderer drs. John Stauffer fra Spitzer Science Center; S. Thomas Megeath ved University of Toledo, Ohio; og Joseph Hora og Lee Hartmann fra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Mass. Hartmann er også tilknyttet University of Michigan, Ann Arbor.
NASAs Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Californien, administrerer Spitzer-rumteleskopmissionen for NASAs Direktorat for Videnskabsmission, Washington. Videnskabsoperationer udføres i Spitzer Science Center på Californiens teknologiske institut. Caltech administrerer JPL for NASA.
Besøg www.spitzer.caltech.edu/spitzer for at få en animation, der viser, hvordan diske langsomme stjerner og mere information om Spitzer.
Original kilde: NASA / JPL / Spitzer News Release
