Astronomer annoncerede 10. januar, at de har føringen i sagen om de manglende diske. Rapporten blev præsenteret af UCLA kandidatstuderende og ph.d. kandidat Peter Plavchan; hans rådgiver, Michael Jura; og Sarah Lipscy, nu på Ball Aerospace, til American Astronomical Society-mødet i San Diego. Denne ledning kan muligvis forklare de manglende bevis for, at røde dværge danner planetariske systemer.
Beviset
Røde dværge (eller M dværge) er stjerner som vores sol i mange henseender, men mindre, mindre massive og svagere. Cirka 70 procent af alle stjerner i vores galakse er røde dværge.
”Vi vil gerne forstå, om disse stjerner danner planeter, som de andre stjerner i vores galakse gør,” sagde Plavchan, der leder denne forskningsundersøgelse.
Cirka halvdelen af alle nyfødte stjerner vides at have materialerne til at fremstille planeter. Når stjerner fødes, danner de resterende materialer det astronomer omtaler som en urskive, der omgiver stjernen. Fra denne urskive, sammensat af gas og små kerner af massivt materiale astronomer kalder "støv", kan planeter begynde at vokse. Efterhånden som disse ”planetesimals” vokser ved at hæve nærliggende materiale på den oprindelige disk, kolliderer de også med hinanden. Disse kollisioner er hyppige og voldelige og producerer mere støv og danner en ny disk med affald, efter at stjernen er omkring 5 til 10 millioner år gammel. I vores eget solsystem ser vi beviser overalt for disse voldelige kollisioner, der fandt sted for mere end 4 milliarder år siden? såsom kraterne på månen.
Affaldsskiven med ”støv”, der er tilbage fra disse gamle sammenstød i vores eget solsystem er for længe forsvundet. Astronomer har imidlertid opdaget mange unge stjerner i den lokale del af vores galakse, hvor disse affaldsskiver stadig kan ses. Disse stjerner er fanget i at danne planeter og er af stor interesse for astronomer, der ønsker at forstå, hvordan denne proces fungerer. Dog underligt fundet kun to af disse stjerner med affaldsskiver at være røde dværge: AU Microscopium (AU Mic) og GJ 182, der ligger henholdsvis 32,4 lysår og ca. 85 lysår fra Jorden.
På trods af, at røde dværge har et solidt flertal blandt de forskellige slags stjerner i vores galakse, er der kun fundet to med tegn på affaldsskiver. Hvis halvdelen af alle røde dværge startede med materialet til dannelse af planeter, hvad skete der så med resten af dem? Hvor gik materialet og støvet omkring disse stjerner hen? Faktorer som aldre, mindre størrelser og svaghed hos røde dværge tegner sig ikke fuldt ud for disse manglende diske.
Undersøgelsen
I december 2002 og april 2003 observerede Plavchan, Jura og Lipscy en prøve af ni røde dværge i nærheden med Long Wavelength Spectrometer, et infrarødt kamera i det 10 meter lange teleskop ved Keck-observatoriet på Mauna Kea, Hawaii. Disse ni stjerner er alle placeret inden for 100 lysår fra Jorden og blev antaget, at de kunne besidde affaldsskiver. Ingen viste imidlertid noget bevis for tilstedeværelsen af varmt støv produceret af sammenstødningerne af dannende planeter.
Støttet af de tidligere forskningsundersøgelser, der også kom tomhåndede, overvejede forskerne, hvad der gør røde dværge forskellige fra andre større, lysere stjerner, der er fundet med affaldsskiver.
”Vi er nødt til at overveje, hvordan støvet i disse unge røde dværge fjernes, og hvor det går hen,” sagde Jura, Plavchans speciale-rådgiver.
I andre unge, mere massive stjerner? A-, F- og G-typer? støvet fjernes primært ved Poynting-Robertson træk, strålende udblæsning og kollisioner.
”Disse to første processer er simpelthen ineffektive for røde dværge, så noget andet skal ske for at forklare forsvinden af affaldsskiverne,” sagde Plavchan.
Under Poynting-Robertson-træk, en konsekvens af særlig relativitet, spiraler støvet langsomt ind mod stjernen, indtil det varmer op og sublimerer.
Den nye føring i sagen
Plavchan, Jura og Lipscy har opdaget, at der er en anden proces, der ligner Poynting-Robertson-træk, der potentielt kan løse sagen om de manglende røde dværgaffaldsskiver: stjernevindtræk.
Stjerner som vores sol og røde dværge har en stjernevind? protoner og andre partikler, der drives af magnetfelterne i de ydre lag af en stjerne til hastigheder på over et par hundrede miles i sekundet og udvises ud i rummet. I vores eget solsystem er solvinden ansvarlig for at forme komets haler og fremstille Aurorae Borealis på Jorden.
Denne stjernevind kan også give et træk på støvkorn, der omgiver en stjerne. Astronomer har længe kendt til denne trækstyrke, men det er mindre vigtigt end Poynting-Robertson træk for vores egen sol. Røde dværge oplever dog stærkere magnetiske storme og har følgelig stærkere stjernevinde. Yderligere viser røntgendata, at de røde dværgvinde er endnu stærkere, når stjernerne er meget unge og planeter dannes.
”Stjernet vindtræk kan" slette "beviset for dannelse af planeter omkring røde dværge ved at fjerne støvet, der produceres i de kollisioner, der finder sted. Uden stjernevindtræk ville affaldsdisken stadig være der, og vi ville være i stand til at se den med den nuværende teknologi, ”sagde Plavchan.
Denne forskning løser potentielt sagen om de manglende diske, men der er behov for mere arbejde. Astronomer ved lidt om styrken af stjernevind omkring unge stjerner og røde dværge. Mens yderligere observationer af røde dværge fra Spitzer Infrarød Teleskopfacilitet har støttet denne forskning, vil denne sag ikke blive afsluttet, før vi direkte kan måle styrken af stjernevindene omkring unge røde dværge.
Denne forskning er blevet forelagt The Astrophysical Journal til offentliggørelse og er støttet af finansiering fra NASA.
Original kilde: UCLA News Release
