Undersøgelse af gyngende skygger i protoplanetariske diske

Astronomer fra University of Warwick afslører et nyt fænomen kaldet "rocking shadow"-effekten, der beskriver, hvordan skiver i dannede planetsystemer er orienteret, og hvordan de bevæger sig rundt om deres værtsstjerne. Effekten giver også fingerpeg om, hvordan de kan udvikle sig med tiden. Dr. Rebecca Nealon præsenterede det nye arbejde i denne uge ved National Astronomy Meeting 2022 på University of Warwick.

Stjerner fødes, når en stor sky af gas og støv kollapser ind over sig selv. Det resterende materiale, der ikke kommer ind i stjernen, ender med at cirkle rundt om den, ikke ulig hvordan vand hvirvler rundt om afløbet, før det falder i. Denne hvirvlende masse af gas og støv kaldes en protoplanetarisk skive, og det er her planeter som Jorden er født.

Protoplanetariske skiver menes ofte at være formet som middagstallerkener - tynde, runde og flade. Nylige teleskopbilleder fra Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) viser dog, at dette ikke altid er tilfældet. Nogle af skiverne, som ALMA har set, har skygger på sig, hvor den del af skiven, der er tættest på stjernen, blokerer noget af stjernelyset og kaster en skygge på den yderste del af skiven. Ud fra dette skyggemønster kan det udledes, at den indre del af skiven er orienteret helt anderledes end den ydre del, i det man kalder en knækket skive.

I denne forskning brugte holdet højtydende computere til at køre tredimensionelle simuleringer af en ødelagt disk. Holdet lavede derefter en falsk observation, hvor de modellerede, hvordan sådan en disk ville se ud, hvis den skulle observeres gennem et teleskop, og hvordan den ville ændre sig over tid.

Da den indre skive bevægede sig gennem den centrale stjernes tyngdekraft, bevægede skyggen den kastede sig hen over den ydre skive. Men i stedet for at skyggemønsteret som forventet bevægede sig rundt på skiven som en urviser, vuggede det frem og tilbage med en vippelignende bevægelse. Så selvom den indvendige skive blev ved med at dreje i samme retning, så dens skygge ud, som om den vuggede frem og tilbage. Holdet foreslår, at dette er forårsaget af en geometrisk projektionseffekt, som sandsynligvis vil forekomme i alle ødelagte diske.

Nealon siger, at "JWST lover at give os et kig på embryonale planetsystemer i hidtil uset detalje, og med vores nye modeller vil vi være i stand til at finde ud af meget mere om fødslen af ​​planeter." + Udforsk yderligere

Stjerners 'askefald' kan hjælpe fjerne planeter med at vokse