En ung stjerne fanget i form som en planet

Astronomer har fanget en af ​​de mest detaljerede visninger af en ung stjerne taget til dato, og afslørede en uventet ledsager i kredsløb omkring den.

Mens du observerer den unge stjerne, astronomer ledet af Dr. John Ilee fra University of Leeds opdagede, at det i virkeligheden ikke var en stjerne, men to.

Hovedobjektet, benævnt MM 1a, er en ung massiv stjerne omgivet af en roterende skive af gas og støv, der var i fokus for forskernes oprindelige undersøgelse.

En svag genstand, MM 1b, blev detekteret lige ud over disken i kredsløb omkring MM 1a. Holdet mener, at dette er et af de første eksempler på en "fragmenteret" skive, der bliver opdaget omkring en massiv ung stjerne.

"Stjerner dannes i store skyer af gas og støv i det interstellare rum, " sagde Dr. Ilee, fra School of Physics and Astronomy i Leeds.

"Når disse skyer kollapser under tyngdekraften, de begynder at rotere hurtigere, danner en skive omkring dem. I lavmassestjerner som vores sol, det er i disse skiver, at planeter kan dannes."

"I dette tilfælde, stjernen og skiven, vi har observeret, er så massiv, at i stedet for at se en planet dannes i skiven, vi ser en anden stjerne blive født."

Ved at måle mængden af ​​stråling, der udsendes af støvet, og subtile skift i frekvensen af ​​lys, der udsendes af gassen, forskerne var i stand til at beregne massen af ​​MM 1a og MM 1b.

Deres arbejde, offentliggjort i dag i Astrofysiske tidsskriftsbreve , fundet MM 1a vejer 40 gange vores sols masse. Den mindre kredsende stjerne MM 1b blev beregnet til at veje mindre end halvdelen af ​​vores sols masse.

"Mange ældre massive stjerner findes med nærliggende ledsagere, " tilføjede Dr. Ilee. "Men binære stjerner er ofte meget lige i masse, og så sandsynligvis dannet sammen som søskende. At finde et ungt binært system med et masseforhold på 80:1 er meget usædvanligt, og foreslår en helt anden dannelsesproces for begge objekter."

Den foretrukne dannelsesproces for MM 1b finder sted i de ydre områder af kulde, massive skiver. Disse "tyngdemæssigt ustabile" skiver er ude af stand til at holde sig selv op mod deres egen tyngdekraft, kollapser i et – eller flere – fragmenter.

Dr. Duncan Forgan, en medforfatter fra Center for Exoplanet Science ved University of St. Andrews, tilføjede:"Jeg har brugt det meste af min karriere på at simulere denne proces for at danne gigantiske planeter omkring stjerner som vores sol. Det er virkelig spændende at se den danne noget så stort som en stjerne."

Forskerne bemærker, at den nyopdagede unge stjerne MM 1b også kunne være omgivet af sin egen cirkumstellare skive, som måske har potentialet til at danne sine egne planeter - men det skal være hurtigt.

Dr. Ilee tilføjede:"Stjerner så massive som MM 1a lever kun i omkring en million år, før de eksploderer som kraftige supernovaer, så mens MM 1b kan have potentialet til at danne sit eget planetsystem i fremtiden, det vil ikke eksistere længe."

Astronomerne gjorde denne overraskende opdagelse ved at bruge et unikt nyt instrument placeret højt i den chilenske ørken - Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA).

Ved at bruge de 66 individuelle retter af ALMA sammen i en proces kaldet interferometri, astronomerne var i stand til at simulere kraften af ​​et enkelt teleskop næsten 4 km på tværs, giver dem mulighed for at afbilde materialet omkring de unge stjerner for første gang.

Holdet har fået yderligere observationstid med ALMA for yderligere at karakterisere disse spændende stjernesystemer i 2019. De kommende observationer vil simulere et teleskop, der er 16 km på tværs – sammenligneligt med området inde i ringvejen omkring Leeds.