Η απεικόνιση ενός καλλιτέχνη για έναν περιστασιακό δίσκο γύρω από ένα τεράστιο αστέρι. Πιστωτική εικόνα: NAOJ Κάντε κλικ για μεγέθυνση
Μια διεθνής ομάδα αστρονόμων χρησιμοποίησε το Coronagraphic Imager for Adaptive Optics (CIAO) στο τηλεσκόπιο Subaru της Χαβάης για να αποκτήσει πολύ ευκρινείς εικόνες πολωμένου φωτός κοντά στο υπέρυθρο της γενέτειρας ενός τεράστιου πρωταρχικού αστέρα που είναι γνωστό ως Becklin-Neugebauer (BN) αντικείμενο σε απόσταση 1500 ετών φωτός από τον Ήλιο. Οι εικόνες της ομάδας οδήγησαν στην ανακάλυψη ενός δίσκου που περιβάλλει αυτό το νέο αστέρι. Αυτό το εύρημα, που περιγράφεται λεπτομερώς στο τεύχος της 1ης Σεπτεμβρίου της Φύσης, εμβαθύνει την κατανόησή μας για το πώς σχηματίζονται τεράστια αστέρια.
Η ερευνητική ομάδα, η οποία περιλαμβάνει αστρονόμους από το Purple Mountain Observatory, Κίνα, National Astronomical Observatories of Japan και University of Hertfordshire, UK, εξερεύνησε την περιοχή κοντά στο αντικείμενο Becklin-Neugebauer και ανέλυσε πώς επηρεάζεται το υπέρυθρο φως από τη σκόνη. Για να το κάνουν αυτό, πήραν μια εικόνα πολωμένου φωτός του αντικειμένου σε μήκος κύματος 1,6 μικρόμετρα (η ζώνη Η του υπέρυθρου φωτός). Οι εικόνες της φωτεινότητας του αντικειμένου δείχνουν απλώς μια κυκλική κατανομή φωτός. Ωστόσο, μια εικόνα της πόλωσης του φωτός δείχνει ένα σχήμα πεταλούδας που αποκαλύπτει λεπτομέρειες που δεν είναι ανιχνεύσιμες κοιτάζοντας μόνο την κατανομή φωτεινότητας. Για να κατανοήσουν το περιβάλλον γύρω από το αστέρι και τι σημαίνει το σχήμα της πεταλούδας, οι αστρονόμοι δημιούργησαν ένα μοντέλο υπολογιστή για σύγκριση, μαζί με ένα σχηματικό σχηματισμό αστεριών. Αυτά τα μοντέλα δείχνουν ότι το σχήμα της πεταλούδας είναι η υπογραφή ενός δίσκου και μια δομή εκροής κοντά στο νεογέννητο αστέρι.
Αυτή η ανακάλυψη είναι η πιο συγκεκριμένη απόδειξη για έναν δίσκο γύρω από ένα τεράστιο νεαρό αστέρι και δείχνει ότι τεράστια αστέρια όπως το αντικείμενο BN (που είναι περίπου επτά φορές τη μάζα του Ήλιου) σχηματίζουν τον ίδιο τρόπο όπως τα αστέρια χαμηλότερης μάζας όπως ο Ήλιος.
Υπάρχουν δύο κύριες θεωρίες που εξηγούν το σχηματισμό τεράστιων αστεριών. Το πρώτο δηλώνει ότι τα τεράστια αστέρια είναι τα αποτελέσματα των συγχωνεύσεων αρκετών αστεριών χαμηλής μάζας. Ο δεύτερος λέει ότι σχηματίζονται μέσω βαρυτικής κατάρρευσης και μαζικής αύξησης σε περιστασιακούς δίσκους. Τα αστέρια χαμηλότερης μάζας όπως ο Ήλιος είναι πιθανότερο να έχουν σχηματιστεί με τη δεύτερη μέθοδο. Η θεωρία κατάρρευσης-συσσώρευσης υποθέτει ότι ένα σύστημα έχει ένα αστέρι που σχετίζεται με μια διπολική εκροή, έναν περιστασιακό δίσκο και έναν φάκελο, ενώ η θεωρία συγχώνευσης δεν συμβαίνει. Η παρουσία ή η απουσία τέτοιων δομών μπορεί να διακρίνει τα δύο σενάρια σχηματισμού.
Μέχρι πρόσφατα, υπήρξαν λίγα άμεσα στοιχεία παρατήρησης που υποστηρίζουν οποιαδήποτε θεωρία μαζικού σχηματισμού άστρων. Αυτό συμβαίνει επειδή, σε αντίθεση με τα αστέρια χαμηλότερης μάζας, τα μαζικά αστέρια που σχηματίζονται πρόσφατα είναι τόσο σπάνια και τόσο μακριά από εμάς που ήταν δύσκολο να παρατηρηθούν. Τα μεγάλα τηλεσκόπια και τα προσαρμοστικά οπτικά, που βελτιώνουν σημαντικά την ευκρίνεια της εικόνας, καθιστούν πλέον δυνατή την παρατήρηση αυτών των αντικειμένων με άνευ προηγουμένου ευκρίνεια. Η υπέρυθρη πολωσιμετρία υψηλής ανάλυσης είναι ένα ιδιαίτερα ισχυρό εργαλείο για την ανίχνευση του περιβάλλοντος που κρύβεται πίσω από τη φωτεινή λάμψη ενός τεράστιου αστεριού.
Η πόλωση - η κατεύθυνση στην οποία τα κύματα φωτός κυμαίνονται καθώς ρέουν μακριά από ένα αντικείμενο - είναι ένα σημαντικό χαρακτηριστικό της ακτινοβολίας. Το φως του ήλιου δεν έχει προτιμώμενη κατεύθυνση ταλάντωσης, αλλά μπορεί να γίνει πολωμένο όταν διασκορπίζεται από την ατμόσφαιρα της Γης ή μετά από ανάκλαση της επιφάνειας του νερού. Μια παρόμοια ενέργεια συμβαίνει σε ένα περιστασιακό νέφος γύρω από ένα νεογέννητο αστέρι. Το αστέρι ανάβει τα περίχωρά του - τον περιστασιακό δίσκο, τον φάκελο και τα τοιχώματα της κοιλότητας που σχηματίζονται από τις ροές εκροής. Το φως μπορεί να ταξιδεύει ελεύθερα μέσα στην κοιλότητα και στη συνέχεια να αντανακλά τους τοίχους του. Αυτό το ανακλώμενο φως γίνεται πολύ πολωμένο. Αντίθετα, ο δίσκος και ο φάκελος είναι σχετικά αδιαφανείς στο φως. Αυτό μειώνει την πόλωση του φωτός που προέρχεται από αυτές τις περιοχές.
Η επιτυχία της ομάδας στον εντοπισμό αποδεικτικών στοιχείων για ένα δίσκο και εκροή γύρω από το αντικείμενο BN μέσω της υψηλής ανάλυσης υπέρυθρης πολωσιμετρίας υποδηλώνει ότι η ίδια τεχνική μπορεί να εφαρμοστεί και σε άλλα αστέρια σχηματισμού. Αυτό θα επέτρεπε στους αστρονόμους να αποκτήσουν μια περιεκτική περιγραφή παρατήρησης του σχηματισμού τεράστιων αστεριών μεγαλύτερη από δέκα φορές τη μάζα του Ήλιου.
Πρωτότυπη πηγή: Δελτίο Τύπου NAOJ
