Nya uppgifter från NASA: s Spitzer-rymdteleskop ger astronomer en känsla av hur protoplanetära skivor kan fungera som en broms för att bromsa stjärnrotationen. Spitzer samlade data om 500 unga stjärnor i Orion-nebulosan. De snabbast snurrande stjärnorna har inte planetskivor runt då. Det kan vara så att stjärnfältets magnetfält interagerar med planetdisken, vilket gör att stjärnan bromsar ner.
Astronomer som använder NASA: s Spitzer Space Telescope har funnit bevis för att dammiga skivor av planetbildande material drar in och bromsar de unga, virvlande stjärnorna de omger.
Unga stjärnor är fulla av energi och snurrar runt som toppar på en halv dag eller mindre. De skulle snurra ännu snabbare, men något sätter på bromsarna. Medan forskare hade teoretiserat att planetbildande skivor kan vara åtminstone en del av svaret, visade det att det var svårt att göra fram till nu.
"Vi visste att något måste hålla stjärnorna snabbt i schack," sade Dr. Luisa Rebull från NASA: s Spitzer Science Center, Pasadena, Calif. ”.
Rebull, som har arbetat med problemet i nästan ett decennium, är huvudförfattare till en ny artikel i 20 juli-numret av Astrophysical Journal. Resultaten är en del av en strävan efter att förstå det komplexa förhållandet mellan unga stjärnor och deras växande planetsystem.
Stjärnor börjar livet som kollapsande bollar av gas som snurrar snabbare och snabbare när de krymper, som virvlande isskridskare som drar i armarna. När stjärnorna piska runt släpper man ut överskott av gas och damm i omgivande pannkakliknande skivor. Damm och gas i skivorna tros så småningom klumpas samman för att bilda planeter.
Utvecklande stjärnor snurrar så snabbt att de, om de inte är kryssade, aldrig helt skulle dras samman och bli stjärnor. Innan den nya studien hade astronomer teoretiserat att skivor skulle kunna bromsa de supersnabba stjärnorna genom att dra åt sina magnetfält. När en stjärnas fält passerar genom en skiva, tros de fastna som en sked i melass. Detta låser en stjärns rotation till den långsammare vändskivan, så att den krympande stjärnan inte kan snurra snabbare.
För att bevisa denna princip vände sig Rebull och hennes team till Spitzer för att få hjälp. Det infraröda observatoriet, som inleddes i augusti 2003, är en expert på att hitta de virvlande skivorna runt stjärnorna, eftersom damm i skivorna värms upp av stjärnbelysning och lyser med infraröda våglängder.
Teamet använde Spitzer för att observera nästan 500 unga stjärnor i Orion-nebulosan. De delade stjärnorna i långsamma spinnare och snabba spinnare och bestämde att de långsamma spinnarna är fem gånger mer benägna att ha skivor än de snabba.
”Vi kan nu säga att diskar spelar någon slags roll för att bromsa stjärnorna i minst en region, men det kan finnas många andra faktorer som fungerar i tandem. Och stjärnor kanske uppför sig annorlunda i olika miljöer, sade Rebull.
Andra faktorer som bidrar till att en stjärna avvecklas under längre perioder inkluderar stjärnvindar och eventuellt fullvuxna planeter.
Om planetbildande skivor bromsar stjärnor, betyder det att stjärnor med planeter snurrar långsammare än stjärnor utan planeter? Inte nödvändigtvis, enligt Rebull, som sa att långsamt snurrande stjärnor kanske helt enkelt tar mer tid än andra stjärnor för att rensa sina diskar och utveckla planeter. Sådana senblommande stjärnor skulle i själva verket ge sina diskar mer tid att ta på sig bromsarna och bromsa dem.
I slutändan kommer frågan om hur en stjärns rotationsfrekvens är relaterad till dess förmåga att stödja planeter att falla för planetjägare. Hittills cirklar alla kända planeter i universum stjärnor som vänder sig lata. Vår sol betraktas som en slowpoke, som för närvarande plodding med en hastighet av en revolution var 28: e dag. Och på grund av teknikgränser har planetjägare inte lyckats hitta några extrasolära planeter runt zippy stjärnor.
"Vi måste använda olika verktyg för att upptäcka planeter runt snabbt snurrande stjärnor, till exempel nästa generations mark- och rymdteleskop," sade Dr. Steve Strom, en astronom vid National Optical Astronomy Observatory, Tucson, Ariz.
Andra medlemmar av Rebulls team inkluderar Drs. John Stauffer från Spitzer Science Center; S. Thomas Megeath vid University of Toledo, Ohio; och Joseph Hora och Lee Hartmann från Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Mass. Hartmann är också anslutet till University of Michigan, Ann Arbor.
NASA: s Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Kalifornien, förvaltar Spitzer Space Telescope-uppdraget för NASA: s Science Mission Directorate, Washington. Vetenskapliga operationer bedrivs vid Spitzer Science Center vid California Institute of Technology. Caltech hanterar JPL för NASA.
Besök www.spitzer.caltech.edu/spitzer för att få en animering som visar hur diskar långsamma stjärnor och mer information om Spitzer.
Originalkälla: NASA / JPL / Spitzer News Release
