Lille stjerne kaster lys over unge planeter

Astronomer fra Institut for Fysik ved University of Tokyo opdagede en tæt skive af materiale omkring en ung stjerne, som kan være en forløber for et planetsystem. Deres forskning kan i høj grad forbedre modeller for, hvordan solsystemer dannes, som ville fortælle os mere om vores eget sted i kosmos.

Tidligt i 2017, Lektor Yoko Oya gav kandidatstuderende Yuki Okoda nogle nylige komplekse data om en stjerne i nærheden, som hun kunne begynde sin ph.d. Lidt vidste hun, at det, hun ville finde, ikke kun kunne låse op for hemmelighederne om, hvordan planeter dannes, men muligvis hendes karriere som professionel astronom.

Den pågældende stjerne (kun kendt ved sit katalognummer IRAS 15398-3359) er lille, ung og relativt sej til en stjerne. Det er lille størrelse betyder, at det svage lys, det skinner, ikke engang kan nå os gennem en sky af gas og støv, der omgiver det. Men dette forhindrer ikke nysgerrige sind i at udforske det ukendte.

I 2013, Oya og hendes samarbejdspartnere brugte Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) i Chile til at observere stjernen i submillimeterbølgelængder, da den slags lys kan trænge ind i støvskyen - til reference, rødt lys er omkring 700 nanometer. En grundig analyse afslørede nogle interessante nebuløse strukturer, trods de billeder, de arbejdede fra at være svære at forstå.

"Den største akademiske udfordring, jeg har stået over for, var at forsøge at give mening om kornete billeder. Det er ekstremt svært at vide præcis, hvad du virkelig ser på." siger Okoda. "Men jeg følte mig tvunget til at udforske arten af ​​de strukturer, Dr. Oya havde set med ALMA, så jeg fandt på en model til at forklare dem. "Modellen, hun producerede, kom som en overraskelse for Okoda og hendes kolleger, men det passede perfekt til dataene. Den beskriver en tæt skive af materiale, der består af gas og støv fra skyen, der omgiver stjernen. Dette er aldrig før set omkring en så ung stjerne.

Disken er en forløber for en protoplanetarisk disk, som stadig er langt tættere og til sidst bliver til et planetsystem i kredsløb omkring en stjerne.

"Vi kan ikke med sikkerhed sige, at netop denne disk vil falde sammen til et nyt planetsystem, "forklarer Oya." Støvskyen kan blive skubbet væk af stjernevinde, eller den kan alt sammen falde ned i selve stjernen, fodre den i processen. Det spændende er, hvor hurtigt dette kan ske. "

Stjernen er lille med omkring 0,7 procent massen af ​​vores sol, baseret på observationer af massen af ​​den omgivende sky. Det kan vokse til helt op til 20 procent på bare få titusinder af år, et blink med øjet på den kosmiske skala.

"Jeg håber, at vores observationer og modeller vil øge kendskabet til, hvordan solsystemer dannes, "siger Okoda." Mine forskningsinteresser involverer unge protostellare objekter, og implikationen af, at protoplanetariske diske kunne dannes tidligere end forventet, ophidser mig virkelig. "

Okoda begyndte dette projekt for halvandet år siden for at finpudse sine færdigheder som astronom, men spejlede den unge stjerne, som hun observerede, praksis udviklede sig hurtigt og blev et fuldt forskningsprojekt, som forhåbentlig vil give hende en ph.d. fra University of Tokyo.

Observationerne og den resulterende model var kun mulige takket være fremskridt inden for radioastronomi med observatorier som ALMA. Teamet var heldigt, at diskens plan er på niveau med vores eget solsystem, da det betyder, at stjernelyset ALMA ser passerer nok af gas og støv til at afsløre vigtige egenskaber ved det.

"Vi var også heldige at få tid med ALMA til at udføre vores observationer. Kun omkring 20 procent af ansøgningerne går faktisk videre, "forklarer Oya." Med højt specialiserede astronomiske instrumenter, der er stor konkurrence om tiden. Mit håb er, at vores succes vil inspirere en ny generation af astronomer i Japan til at række ud efter stjernerne.