Astronomer meddelade den 10 januari att de har en ledning när det gäller de saknade skivorna. Rapporten presenterades av UCLA doktorand och doktorsexamen. kandidat Peter Plavchan; hans rådgivare, Michael Jura; och Sarah Lipscy, nu på Ball Aerospace, till American Astronomical Society-mötet i San Diego. Denna ledning kan redovisa de saknade bevisen på att röda dvärgar bildar planetariska system.
Beviset
Röda dvärgar (eller M dvärgar) är stjärnor som vår sol i många avseenden men mindre, mindre massiva och svagare. Cirka 70 procent av alla stjärnor i vår galax är röda dvärgar.
"Vi skulle vilja förstå om dessa stjärnor bildar planeter, som de andra stjärnorna i vår galax gör," sade Plavchan, som leder denna forskningsundersökning.
Cirka hälften av alla nyfödda stjärnor är kända för att ha material för att skapa planeter. När stjärnor föds bildar restmaterialet astronomer som en primordial skiva som omger stjärnan. Från denna urskiva, sammansatt av gas och små korn av massiva astronomer kallar "damm", kan planeter börja växa. När dessa "planetesimals" växer genom att ansluta närliggande material på den primordiala disken, kolliderar de också med varandra. Dessa kollisioner är ofta och våldsamma och ger mer damm och bildar en ny skräpskiva efter att stjärnan är cirka 5 miljoner år gammal. I vårt eget solsystem ser vi bevis överallt för dessa våldsamma kollisioner som ägde rum för mer än 4 miljarder år sedan? som kratrarna på månen.
Skräpskivan med "damm" som finns kvar från dessa gamla kollisioner i vårt eget solsystem har för länge sedan försvunnit. Astronomer har dock upptäckt många unga stjärnor i den lokala delen av vår galax där dessa skräpskivor fortfarande kan ses. Dessa stjärnor fångas i formen av att bilda planeter och är av stort intresse för astronomer som vill förstå hur denna process fungerar. Men konstigt visade det sig att endast två av dessa stjärnor med skräpskivor var röda dvärgar: AU Microscopium (AU Mic) och GJ 182, belägna 32,4 ljusår och cirka 85 ljusår från jorden.
Trots röda dvärgar som har en solid majoritet bland de olika typerna av stjärnor i vår galax, har bara två hittats med bevis på skräpskivor. Om hälften av alla röda dvärgar började med materialet för att bilda planeter, vad hände med resten av dem? Vart gick materialet och dammet som omger dessa stjärnor? Faktorer som åldrar, mindre storlekar och svaghet hos röda dvärgar står inte helt för dessa skivor som saknas.
Undersökningen
I december 2002 och april 2003 observerade Plavchan, Jura och Lipscy ett prov på nio röda dvärgar i närheten med Long Wavelength Spectrometer, en infraröd kamera på 10-meters teleskopet vid Keck-observatoriet på Mauna Kea, Hawaii. Dessa nio stjärnor är alla belägna inom 100 ljusår från Jorden och tros potentiellt ha skräpskivor. Ingen visade emellertid några bevis för närvaron av varmt damm producerat av kollisioner av formande planeter.
Med stöd av de tidigare forskningsundersökningarna som också kom tomhänta övervägde forskarna vad som gör röda dvärgar annorlunda än andra större, ljusare stjärnor som har hittats med skräpskivor.
"Vi måste överväga hur dammet i dessa unga röda dvärgar tas bort och vart det går", säger Jura, Plavchans avhandlingsrådgivare.
I andra unga, mer massiva stjärnor? A-, F- och G-typer? dammet avlägsnas främst av Poynting-Robertson drag, strålningsutblåsning och kollisioner.
"Dessa två första processerna är helt enkelt ineffektiva för röda dvärgar, så något annat måste hända för att förklara skräpskivornas försvinnande," sade Plavchan.
Under Poynting-Robertson drag, en följd av speciell relativitet, spiralar dammet långsamt in mot stjärnan tills den värms upp och sublimeras.
Den nya ledningen i ärendet
Plavchan, Jura och Lipscy har upptäckt att det finns en annan process som liknar Poynting-Robertson-drag som potentiellt kan lösa fallet med de saknade skivorna för röd dvärgskräp: stellar vinddrag.
Stjärnor som vår sol och röda dvärgar har en stjärnvind? protoner och andra partiklar som drivs av magnetfälten i de yttre skikten av en stjärna till hastigheter över några hundra mil per sekund och utvisade ut i rymden. I vårt eget solsystem är solvinden ansvarig för att forma kometens svansar och producera Aurorae Borealis på jorden.
Denna stjärna vind kan också ge en drag på dammkorn som omger en stjärna. Astronomer har länge känt till denna dragkraft, men det är mindre viktigt än Poynting-Robertson drag för vår egen Sun. Röda dvärgar upplever dock starkare magnetiska stormar och har följaktligen starkare stjärnvindar. Vidare visar röntgenuppgifter att de röda dvärgvindarna är ännu starkare när stjärnorna är mycket unga och planeter bildas.
"Stellar vinddrag kan" radera "bevisen för att det bildas planeter runt röda dvärgar genom att ta bort dammet som produceras i kollisionerna som äger rum. Utan stark vindkraft skulle skräpskivan fortfarande vara där och vi skulle kunna se den med aktuell teknik, ”sade Plavchan.
Denna forskning löser eventuellt fallet med de saknade skivorna, men mer arbete behövs. Astronomer vet lite om styrkan hos stjärnvindar runt unga stjärnor och röda dvärgar. Medan ytterligare observationer av röda dvärgar av Spitzer Infrared Telescope Facility har stöttat denna forskning kommer detta fall inte att avslutas förrän vi direkt kan mäta styrkan hos stjärnvindar runt unga röda dvärgar.
Denna forskning har lämnats in till The Astrophysical Journal för publicering och stöds av finansiering från NASA.
Originalkälla: UCLA News Release
