Nye observationer viser planetdannende skive revet fra hinanden af ​​sine tre centrale stjerner

Et hold af astronomer har identificeret det første direkte bevis på, at grupper af stjerner kan rive deres planetdannende skive fra hinanden. efterlader den skæv og med vippede ringe. Denne nye forskning tyder på eksotiske planeter, ikke ulig Tatooine i Star Wars, kan dannes i skrå ringe i bøjede skiver omkring flere stjerner. Resultaterne blev gjort mulige takket være observationer med European Southern Observatory's Very Large Telescope (ESO's VLT) og Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA).

Vores solsystem er bemærkelsesværdigt fladt, med planeterne alle i kredsløb i samme plan. Men dette er ikke tilfældet for alle stjernesystemer, især til planetdannende skiver omkring flere stjerner, ligesom genstanden for den nye undersøgelse:GW Orionis. Dette system, ligger lidt over 1300 lysår væk i stjernebilledet Orion, har tre stjerner og en deformeret, i stykker skive, der omgiver dem.

"Vores billeder afslører et ekstremt tilfælde, hvor disken slet ikke er flad, men er skæv og har en forkert justeret ring, der er brækket væk fra disken, siger Stefan Kraus, en professor i astrofysik ved University of Exeter i Storbritannien, der ledede forskningen offentliggjort i dag i tidsskriftet Videnskab . Den forkert justerede ring er placeret i den indre del af disken, tæt på de tre stjerner.

Den nye forskning afslører også, at denne indre ring indeholder 30 jordmasser af støv, hvilket kunne være nok til at danne planeter. "Enhver planet, der dannes i den forkert justerede ring, vil kredse om stjernen på meget skrå baner, og vi forudser, at mange planeter på skrå, baner med bred adskillelse vil blive opdaget i fremtidige planetbilledkampagner, for eksempel med ELT, " siger teammedlem Alexander Kreplin fra University of Exeter, med henvisning til ESO's Extremely Large Telescope, som efter planen skal starte senere i dette årti. Da mere end halvdelen af ​​stjernerne på himlen er født med en eller flere ledsagere, dette rejser et spændende perspektiv:Der kan være en ukendt population af exoplaneter, der kredser om deres stjerner i meget skrå og fjerne baner.

For at nå disse konklusioner, holdet observerede GW Orionis i over 11 år. Fra 2008, de brugte AMBER og senere GRAVITY instrumenterne på ESO's VLT Interferometer i Chile, som kombinerer lyset fra forskellige VLT-teleskoper, at studere gravitationsdansen for de tre stjerner i systemet og kortlægge deres baner. "Vi fandt ud af, at de tre stjerner ikke kredser i samme plan, men deres baner er forkert justeret i forhold til hinanden og i forhold til disken, " siger Alison Young fra universiteterne i Exeter og Leicester og et medlem af teamet.

De observerede også systemet med SPHERE-instrumentet på ESO's VLT og med ALMA, hvor ESO er partner, og var i stand til at afbilde den indre ring og bekræfte dens fejljustering. ESO's SPHERE gav dem også mulighed for at se, for første gang, den skygge, som denne ring kaster på resten af ​​skiven. Dette hjalp dem med at finde ud af ringens 3D-form og den samlede skive.

Det internationale hold, som omfatter forskere fra Storbritannien, Belgien, Chile, Frankrig og USA, kombinerede derefter deres udtømmende observationer med computersimuleringer for at forstå, hvad der var sket med systemet. For første gang, de var i stand til klart at forbinde de observerede fejljusteringer med den teoretiske "diskrivende effekt, "hvilket tyder på, at den modstridende tyngdekraft af stjerner i forskellige planer kan fordreje og knække deres skiver.

Deres simuleringer viste, at fejljusteringen i de tre stjerners kredsløb kunne få skiven omkring dem til at bryde ind i forskellige ringe, hvilket er præcis, hvad de ser i deres observationer. Den observerede form af den indre ring matcher også forudsigelser fra numeriske simuleringer om, hvordan skiven ville rive.

Interessant nok, another team who studied the same system using ALMA believe another ingredient is needed to understand the system. "We think that the presence of a planet between these rings is needed to explain why the disc tore apart, " says Jiaqing Bi of the University of Victoria in Canada who led a study of GW Orionis published in the Astrofysiske tidsskriftsbreve in May this year. His team identified three dust rings in the ALMA observations, with the outermost ring being the largest ever observed in planet-forming discs.

Future observations with ESO's ELT and other telescopes may help astronomers fully unravel the nature of GW Orionis and reveal young planets forming around its three stars.

This research was presented in the paper "A triple star system with a misaligned and warped circumstellar disk shaped by disk tearing" to appear in Videnskab