Οι αστρονόμοι έχουν αποκτήσει νέες γνώσεις για το πώς σχηματίζονται πλανήτες γύρω από δίδυμα αστέρια που περιφέρονται ο ένας γύρω από τον άλλο.
Αν και είμαστε πιο εξοικειωμένοι με τους πλανήτες που περιστρέφονται γύρω από ένα μόνο, κεντρικό αστέρι – όπως η διάταξη του ηλιακού μας συστήματος – πάνω από το 50% των αστεριών στον κόσμο υπάρχουν σε ένα δυαδικό αστρικό σύστημα, που σημαίνει ότι έχουν ένα αστέρι συνοδό. Αυτά τα δυαδικά αστρικά συστήματα μπορεί επίσης να περιβάλλονται από πλανήτες που είτε περιφέρονται γύρω από ένα από τα αστέρια σε μια “κυκλική αστρική τροχιά” είτε περιστρέφονται γύρω από τα δύο αστέρια σε μια πολύ μεγαλύτερη “κυκλική τροχιά”.
Χρησιμοποιώντας τη Συστοιχία Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) – που αποτελείται από 66 ραδιοτηλεσκόπια στη βόρεια Χιλή – και το τηλεσκόπιο Keck II 10 μέτρων στη Χαβάη, οι αστρονόμοι συνέλεξαν δεδομένα από δύο συστήματα δίδυμων αστέρων. Τα ευρήματά τους θα μπορούσαν να αλλάξουν την κατανόησή μας για τις συνθήκες που μπορούν να προωθήσουν ή να αποτρέψουν τέτοιο σχηματισμό πλανητών σε δυαδικά αστρικά συστήματα.
Σχετίζεται με: Όπως και στα 90s, οι διπλοί σταρ επιστρέφουν στη μόδα
Είναι δύο αστέρια καλύτερα από ένα για τη γέννηση του πλανήτη;
Ο σχηματισμός δυαδικών αστεριών δεν διαφέρει σημαντικά από τον σχηματισμό μεμονωμένων αστέρων. Αυτά τα σώματα σχηματίζονται όταν πυκνά νέφη δροσερού διαστρικού αερίου σχηματίζουν υπερβολικά πυκνά μπαλώματα που συσσωρεύουν περισσότερη μάζα και τελικά καταρρέουν υπό τη δική τους βαρύτητα, δημιουργώντας ένα παιδί-αστέρι που ονομάζεται «πρωτόσταρ».
Αυτός ο πρωτοαστέρας συνεχίζει να συλλέγει υλικό από το προγεννητικό του κουκούλι αερίου και σκόνης έως ότου αποκτήσει αρκετή μάζα για να προκαλέσει πυρηνική σύντηξη υδρογόνου σε ήλιο στον πυρήνα του, τη διαδικασία που ορίζει ένα αστέρι της κύριας ακολουθίας. Είναι σημαντικό ότι μερικά από αυτά τα διαστρικά νέφη είναι αρκετά μεγάλα ώστε να επιτρέπουν να σχηματιστούν μέσα σε αυτά δύο ή και τρία αστέρια κύριας ακολουθίας.
Το υλικό που απομένει από αυτό το νέφος αερίου και σκόνης μετά τη δημιουργία αυτών των άστρων τα περιβάλλει ως αυτό που οι αστρονόμοι αποκαλούν «πρωτοπλανητικό δίσκο». Όπως υποδηλώνει το όνομα, οι πλανήτες σχηματίζονται από αυτούς τους δίσκους. Όπως οι ίδιοι οι πλανήτες, οι δίσκοι μπορεί να είναι περιαστρικοί, που περιβάλλουν μόνο ένα αστέρι, ή περιμετρικοί, δηλαδή ολόκληρο το σύστημα.
Οι επιστήμονες προς το παρόν δεν γνωρίζουν ποιοι παράγοντες κάνουν αυτούς τους δίσκους να διαρκέσουν αρκετά για να σχηματίσουν πλανήτες, ούτε είναι σίγουροι τι προκαλεί τελικά την αποσύνθεση των δίσκων. Όπως αποδεικνύεται, οι περιστρεφόμενοι δίσκοι σε δυαδικά αστρικά συστήματα μπροστά από τους πρωτοαστέρες της κύριας ακολουθίας θα μπορούσαν να είναι τα ιδανικά εργαστήρια για τη μελέτη αυτών των ερωτημάτων.
Ιδιότητες αυτών των πρώιμων δίσκων, όπως το μέγεθός τους, η υποδομή τους, ακόμη και η κλίση τους (σε σύγκριση με ιδιότητες πρωτοαστέρων όπως η ταχύτητα περιστροφής και η ένταση του μαγνητικού πεδίου), μπορούν να αποκαλύψουν λεπτομέρειες των πολύπλοκων αλληλεπιδράσεων που διαμορφώνουν τέτοια περιβάλλοντα γέννησης πλανητών.
Επιπλέον, λόγω της πανταχού παρουσίας πολλαπλών αστρικών συστημάτων στο Σύμπαν, η μελέτη του σχηματισμού πλανητών γύρω από δίδυμα αστέρια είναι ζωτικής σημασίας για μια βαθύτερη κατανόηση αυτής της διαδικασίας.
Ένα από τα δυαδικά συστήματα αστεριών στα οποία εστίασε η ομάδα με το ALMA και το Keck II ήταν το DF Tau. Αποτελείται από δύο πρωτάστρα με μάζα περίπου 0,6 φορές τη μάζα του Ήλιου και βρίσκεται περίπου 150 έτη φωτός από τη Γη στην περιοχή σχηματισμού άστρων του αστερισμού του Ταύρου.
Τα δύο αστέρια του DF Tau χωρίζονται από απόσταση περίπου 14 φορές την απόσταση μεταξύ της Γης και του Ήλιου. Απαιτούν περίπου 44 γήινα χρόνια για την πολύ εκτεταμένη τροχιά τους.
Παραδόξως, το ALMA ανακάλυψε ότι το διαστρικό νέφος που είναι υπεύθυνο για το σχηματισμό αυτών των άστρων έχει χωριστεί σε δύο περιαστρικούς δίσκους. Το ένα είναι μαγνητικά συνδεδεμένο με το κεντρικό αστέρι DF Tau A και του παρέχει ενεργά υλικό για να προωθήσει την ανάπτυξή του. Το άλλο φαίνεται να έχει χωριστεί από το άλλο αστέρι DF Tau B. Η κεντρική περιοχή του δίσκου φαίνεται να διαβρώνεται καθώς το νεαρό αστέρι περιστρέφεται γρήγορα.
Αυτό πρότεινε στην ομάδα ότι θα μπορούσε να υπάρξει μια σύνδεση μεταξύ της περιστροφής των νεαρών άστρων και της μαγνητικής σύνδεσης των δίσκων σε αυτά και επομένως της πρώιμης διάλυσης των δίσκων. Επιπλέον, φαίνεται ότι οι κακές ευθυγραμμίσεις μεταξύ της τροχιάς του DF Tau, των γύρω αστρικών δίσκων του και των κλίσεων των αστεριών του θα μπορούσαν να επηρεάσουν τη συνολική εξέλιξη του δίσκου.
Το δεύτερο δυαδικό σύστημα αστεριών στο οποίο εστίασε η ομάδα ήταν το πολύ νεαρό σύστημα FO Tau, ηλικίας 2,8 εκατομμυρίων ετών (για σύγκριση, το ηλιακό σύστημα είναι 4,6 δισεκατομμύριο Ετών).
Αυτό το σύστημα είναι επίσης περίπου 450 έτη φωτός μακριά από εμάς. Τα αστέρια του FO Tau A και B βρίσκονται σε πιο κυκλική τροχιά από αυτή του DF Tau. Είναι επίσης πιο μακριά μεταξύ τους, με το FO Tau B να περιστρέφεται γύρω από το FO Tau A σε απόσταση περίπου 22 φορές την απόσταση μεταξύ Γης και Ήλιου.
Χρησιμοποιώντας το ALMA, οι αστρονόμοι προσδιόρισαν ότι οι δίσκοι του FO Tau είναι ευθυγραμμισμένοι με την τροχιά αυτού του δυαδικού αστέρα. Και τα δύο αστέρια έχουν μάλλον αργές ταχύτητες περιστροφής και οι δύο περιαστρικοί δίσκοι παραμένουν μαγνητικά συνδεδεμένοι με τους πρωτοαστέρες τους. Αυτό υποδηλώνει ότι συστήματα όπως το FO Tau, με πιο αργά αστέρια και πιο κυκλικές τροχιές, μπορεί να είναι καλύτερα κατάλληλα για το σχηματισμό πλανητικών σωμάτων γύρω από τα δύο αστρικά συστατικά από τα γρήγορα συστήματα με επιμήκεις τροχιές.
ΠΑΡΟΜΟΙΕΣ ΑΝΑΡΤΗΣΕΙΣ:
— Νέα συλλογή δεδομένων της Γαίας θα αποκαλύψει το σκοτεινό παρελθόν και το μέλλον του Γαλαξία
— Η πυρηνική σύντηξη λαμβάνει χώρα στον πυρήνα της σε έναν εξωγήινο πλανήτη που ανακαλύφθηκε πρόσφατα
— Το διαστημικό σκάφος Gaia ανακαλύπτει ένα ζευγάρι πλανητών που μοιάζουν με τον Δία
Οι παρατηρήσεις ALMA άλλων δίσκων απλών και δυαδικών αστεριών έχουν αποκαλύψει πολύπλοκες υποδομές εντός των δίσκων, συμπεριλαμβανομένων χαρακτηριστικών όπως σπειροειδή σχέδια, κενά και σχηματισμούς δακτυλίων.
Αν και αυτές οι δομές δεν είναι επί του παρόντος ορατές για τα DF Tau και FO Tau, ο προσδιορισμός των ιδιοτήτων μεγαλύτερης κλίμακας σε αυτά τα δύο στενά δυαδικά συστήματα αστεριών έχει διευρύνει σημαντικά την κατανόησή μας για τα περιβάλλοντα σχηματισμού πλανητών.
Τα ευρήματα της ομάδας ανακοινώθηκαν στην 244η συνάντηση της Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρείας (AAS).