ALMA observerar Binary Star System med galna skivor

Pin
Send
Share
Send

När det gäller exoplaneter har vi upptäckt en rad extremer - främmande världar som verkar mer som science fiction än verklighet. Kraftfulla gravitationella störningar från de två stjärnorna kan lätt slipa en planet till damm, än mindre förhindra att den bildas i första hand.

En ny studie har avslöjat ett slående par av vild avvikta planbildande skivor i det unga binära stjärnsystemet HK Tau. Det är den tydligaste bilden någonsin av protoplanetära skivor runt en dubbelstjärna, som belyser planets födelse och eventuella omloppsbana i ett flerstjärnigt system.

"Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) har gett oss en oöverträffad bild av en huvudstjärna och dess binära följeslagare som idrottslösa inriktade protoplanetära diskar," sade Eric Jensen från Swarthmore College i ett pressmeddelande. "Faktum är att vi kan se bildandet av ett solsystem som kanske aldrig slår sig ner."

De två stjärnorna i systemet - som ligger ungefär 450 ljusår bort i stjärnbilden Oxen - är mindre än fyra miljoner år gamla och separeras med cirka 58 miljarder kilometer, eller 13 gånger Neptunus avstånd från solen.

ALMA: s höga känslighet och enastående upplösning gjorde det möjligt för Jensen och kollegor att helt lösa rotationen av HK Taus två protoplanetära diskar.

”Det är lättare att se utspridda gaser och damm eftersom det har mer ytarea - precis på samma sätt som det kan vara svårt att se en liten bit krita på avstånd, men om du markerar kritan och sprider molnet av kritstoft, du kunde se det längre bort, berättade Jensen till Space Magazine.

Kolmonoxidgasen kretsar om båda stjärnorna i två breda bälten som tydligt roterar - sidan som snurrar bort från oss är rödförskjuten, medan sidan som snurrar mot oss är blåskiftad.

"Det vi finner i detta binära system är att de två kretsande skivorna är orienterade väldigt annorlunda från varandra, med ungefär 60 eller 70 graders vinkel mellan deras banor," berättade Jensen till Space Magazine. Eftersom skivorna är så feljusterade är det tydligt att åtminstone en inte är synkroniserad med deras värdstjärners bana.

"Denna tydliga felinställning har gett oss en anmärkningsvärd titt på ett ungt binärstjärnsystem," säger medförfattare Rachel Akeson från NASA Exoplanet Science Institute vid California Institute of Technology. "Även om det har funnits tips om att den här typen av felanpassade system finns, är detta det renaste och mest slående exemplet."

Stjärnor och planeter bildas av stora moln av damm och gas. Små fickor i dessa moln kollapsar under tyngdkraften. Men när fickan krymper snurrar den snabbt, med det yttre området plattar ut till en turbulent skiva. Så småningom blir den centrala fickan så varm och tät att den tänder kärnfusion - vid födelsen av en stjärna - medan den yttre disken - nu den protoplanetära disken - börjar bilda planeter.

Trots att de formas från en platt, vanlig skiva, kan planeter hamna i mycket excentriska banor och kan vara feljusterade med stjärnans ekvator. En trolig förklaring är att en binär följeslagare stjärna påverkar dem - men bara om dess bana ursprungligen är feljusterade med planeterna.

"Eftersom dessa diskar är feljusterade med den binära omloppsbana, kommer det också att vara banor för alla planeter som de bildar," sade Jensen till Space Magazine. "Så på lång sikt kommer den binära följeslagaren att påverka dessa planetbanor, vilket får dem att svänga och tenderar att komma mer i linje med den binära banan och samtidigt bli mer excentriska."

Ser fram emot, vill forskarna avgöra om denna typ av system är typiskt eller inte. Om så är fallet, kan tidvattenkrafter från följeslagare lätt förklara de orbitalegenskaper som gör det aktuella exemplet av exoplaneter så till skillnad från planeterna i vårt eget solsystem.

Resultaten visas i Nature den 31 juli 2014.

Pin
Send
Share
Send