Astronomen vinden protoplanetaire schijven in Orion
Astronomen hebben met behulp van de Karl G. Jansky Very Large Array en de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array in de moleculaire wolken in het sterrenbeeld Orion rond 97 jonge protosterren gas- en stofschijven gevonden. Het zijn de meest nabije stervormingsgebieden tot de Aarde.
Sterren ontstaan uit wolken van gas en stof die onder hun eigen zwaartekracht instorten. Vanwege de oorspronkelijke rotatie van het instortende materiaal vormt veel materiaal in deze wolken een schijf in plaats van dat het recht op de zich vormende ster in het centrum valt.
Materiaal wordt dan via de schijf door de ster aangetrokken, die ster regelt dan ook hoeveel materie wordt opgenomen om zo zijn uiteindelijke massa te bepalen.
In deze protostellaire schijven ontstaan planeten en dus is het voor astronomen zeer interessant om de evolutie van deze protostellaire schijven te bestuderen om zo meer te weten te komen over hun evolutie en het uiteindelijke ontstaan van planeten.
Om dit proces te bestuderen voerden astronomen met behulp van radiotelescopen een onderzoek uit van jonge sterren in de Orion Moleculaire Wolken. Dit is een gigantisch stervormingsgebied dat ongeveer 1400 lichtjaar van ons is verwijderd in de richting van het sterrenbeeld Orion.
Ze analyseerden gegevens die verkregen waren met de Very Large Array en de ALMA radiotelescopen.
Ofschoon het stof dat de jonge sterren omringt het meeste zichtbare licht tegenhoudt kan radiostraling wel gebruikt worden om een gedetailleerd beeld te krijgen van deze jonge stersystemen.
Het onderzoek draagt als naam het VLA/ALMA Nascent Disk and Multiplicity (VANDAM)-onderzoek en het is het grootste onderzoek van jonge sterren dat ooit is uitgevoerd. Tijdens het VANDAM-onderzoek werden grootte en massa van veel jonge protoplanetaire schijven bepaald en vergeleken met oudere protoplanetaire schijven uit eerdere onderzoeken met ALMA.
Een van de dingen die opvielen is dat jongere schijven in het algemeen meer massa hebben dan oudere schijven van dezelfde grootte. Dit is verklaarbaar want een zich vormende ster neemt meer nabijgelegen materiaal op en dat zorgt voor een reductie van de omringende schijf. Maar het impliceert ook dat de grootste exoplaneten al vroeg beginnen te ontstaan als de protoplanetaire schijf nog meer materiaal bevat.
Oudere protoplanetaire schijven hebben vaak ringen waarin zich significant minder materiaal bevindt. De openingen in deze ringen zijn de plekken waar planeetvorming plaatsvindt maar ze zouden ook kunnen duiden op een resonantiestructuur in de schijf waar de aantrekkingskracht van jonge planeten zorgt voor openingen. Vergelijkbaar met de manier waarop Jupiter ringvormige leegtes veroorzaakt in de asteroïdengordel.
De onderzoekers vonden dergelijke openingen in schijven die slechts 100.000 jaar oud zijn en dat is verrassend vroeg.
In de eerste miljoenen jaren van een systeem is de structuur van een schijf vergelijkbaar met die van oudere schijven. Enkele systemen die in het VANDAM-onderzoek werden gezien hadden een sterk onregelmatige structuur. Het zou kunnen dat die systemen zo jong zijn dat de schijf nog aan het ontstaan is. Maar het zou ook kunnen zijn dat de protoster zich nog aan het ontwikkelen is.
Het onderzoek zal gepubliceerd worden in de Astrophysical Journal.
Artikel: Patrick D. Sheehan et al. 2022. The VLA/ALMA Nascent Disk and Multiplicity (VANDAM) Survey of Orion Protostars VI. Insights from Radiative Transfer Modeling. ApJ, in press; arXiv: 2203.00029
Eerste publicatie: 26 maart 2022
Bron: Sci-News
