Το Ευρωπαϊκό Νότιο Αστεροσκοπείο (ESO) κυκλοφόρησε μια εκπληκτική συλλογή εικόνων των περιστατικών δίσκων που περιβάλλουν νεαρά αστέρια. Οι εικόνες τραβήχτηκαν με το όργανο SPHERE (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch) στο Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο (VLT) του ESO στη Χιλή. Εξετάζουμε εδώ και αρκετό καιρό εικόνες από περιστασιακούς δίσκους, αλλά αυτή η συλλογή αποκαλύπτει τη συναρπαστική ποικιλία σχημάτων σε μεγέθη που μπορούν να πάρουν αυτοί οι δίσκοι.
Έχουμε ένα ευρέως αποδεκτό μοντέλο σχηματισμού αστεριών που υποστηρίζεται από άφθονα στοιχεία, συμπεριλαμβανομένων εικόνων όπως αυτές του ESO. Το μοντέλο ξεκινά με ένα σύννεφο αερίου και σκόνης που ονομάζεται γιγαντιαίο μοριακό σύννεφο. Μέσα σε αυτό το σύννεφο, μια τσέπη αερίου και σκόνης αρχίζει να συγκεντρώνεται. Τελικά, καθώς η βαρύτητα προκαλεί την πτώση του υλικού προς τα μέσα, η τσέπη γίνεται πιο ογκώδης και ασκεί ακόμη μεγαλύτερη βαρυτική έλξη. Περισσότερο αέριο και σκόνη συνεχίζουν να εισέρχονται.
Το υλικό που πέφτει επίσης δίνει κάποια γωνιακή ορμή στην τσέπη, η οποία προκαλεί περιστροφή. Μόλις συσσωρευτεί αρκετό υλικό, η σύντηξη αναφλέγεται και γεννιέται ένα αστέρι. Σε αυτό το σημείο, υπάρχει ένα πρωτο-αστέρι μέσα στο σύννεφο, με αχρησιμοποίητο αέριο και σκόνη να παραμένουν σε έναν περιστρεφόμενο δακτύλιο γύρω από το πρωτόστρο. Αυτός ο αριστερός περιστρεφόμενος δακτύλιος ονομάζεται περιστροφικός δίσκος, από τον οποίο τελικά σχηματίζονται πλανήτες.
Υπάρχουν και άλλες εικόνες περιστασιακών δίσκων, αλλά ήταν δύσκολο να τραβήξουν. Για να απεικονίσετε οποιαδήποτε λεπτομέρεια στους δίσκους απαιτείται αποκλεισμός του φωτός του αστεριού στο κέντρο του δίσκου. Εκεί μπαίνει το SPHERE.
Το SPHERE προστέθηκε στο Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο του ESO το 2014. Πρωταρχική δουλειά είναι η άμεση εικόνα εξωπλανητών, αλλά έχει επίσης τη δυνατότητα λήψης εικόνων περιστατικών δίσκων. Για να γίνει αυτό, διαχωρίζει δύο τύπους φωτός: πολωμένο και μη πολωμένο.
Το φως που προέρχεται απευθείας από ένα αστέρι - σε αυτές τις εικόνες, ένα νεαρό αστέρι που περιβάλλεται ακόμα από έναν περιστασιακό δίσκο - δεν είναι πολωμένο. Αλλά όταν το φως του αστεριού διασκορπιστεί από το υλικό στον ίδιο τον δίσκο, το φως γίνεται πολωμένο. Το SPHERE, όπως υποδηλώνει το όνομά του, είναι σε θέση να διαχωρίσει τους δύο τύπους φωτός και να απομονώσει μόνο το φως από το δίσκο. Με αυτόν τον τρόπο το όργανο συλλαμβάνει τόσο συναρπαστικές εικόνες των δίσκων.
Από τότε που κατέστη σαφές ότι οι εξωπλανήτες δεν είναι σπάνιοι και ότι τα περισσότερα αστέρια - ίσως όλα τα αστέρια - έχουν πλανήτες σε τροχιά γύρω τους, η κατανόηση του σχηματισμού του ηλιακού συστήματος έχει γίνει ένα καυτό θέμα. Το πρόβλημα ήταν ότι δεν μπορούμε να το δούμε να συμβαίνει σε πραγματικό χρόνο. Μπορούμε να δούμε το δικό μας Ηλιακό Σύστημα και άλλα πλήρως σχηματισμένα και να μαντέψουμε πώς σχηματίστηκαν. Αλλά ο σχηματισμός του πλανήτη είναι κρυμμένος μέσα σε αυτά τα περιστατικά. Η εξέταση αυτών των δίσκων είναι ζωτικής σημασίας για την κατανόηση της σχέσης μεταξύ των ιδιοτήτων του ίδιου του δίσκου και των πλανητών που σχηματίζονται στο σύστημα.
Οι δίσκοι που απεικονίζονται σε αυτήν τη συλλογή προέρχονται κυρίως από μια μελέτη που ονομάζεται DARTTS-S (Discs ARound T Tauri Stars with SPHERE) έρευνα. Τα αστέρια T Tauri είναι νεαρά αστέρια ηλικίας κάτω των 10 εκατομμυρίων ετών. Σε αυτήν την ηλικία, οι πλανήτες βρίσκονται ακόμη στη διαδικασία σχηματισμού. Τα αστέρια κυμαίνονται από 230 έως 550 έτη φωτός μακριά από τη Γη. Σε αστρονομικούς όρους, αυτό είναι πολύ κοντά. Αλλά το έντονο φως των αστεριών εξακολουθεί να καθιστά πολύ δύσκολη τη λήψη του αμυδρού φωτός των δίσκων.
Μία από τις εικόνες δεν είναι αστέρι T Tauri και δεν προέρχεται από τη μελέτη DARTTS-S. Ο δίσκος γύρω από το αστέρι GSC 07396-00759, στην παραπάνω εικόνα, είναι στην πραγματικότητα από την έρευνα SHINE (Sphere INfrared survey for Exoplanets), αν και οι ίδιες οι εικόνες τραβήχτηκαν με το SPHERE. Το GSC 07396-00759 είναι ένα κόκκινο αστέρι που είναι μέρος ενός συστήματος πολλαπλών αστεριών που ήταν μέρος της μελέτης DARTTS-S. Το περίεργο είναι ότι το κόκκινο αστέρι είναι η ίδια ηλικία με το αστέρι T TAURI στο ίδιο σύστημα, αλλά ο δακτύλιος γύρω από το κόκκινο αστέρι έχει εξελιχθεί πολύ περισσότερο. Γιατί οι δύο δίσκοι γύρω από δύο αστέρια της ίδιας ηλικίας είναι τόσο διαφορετικοί μεταξύ τους από την άποψη της χρονικής κλίμακας και η εξέλιξη είναι ένα παζλ και είναι ένας από τους λόγους για τους οποίους οι αστρονόμοι θέλουν να μελετήσουν αυτούς τους δίσκους πολύ πιο προσεκτικά.
Μπορούμε να μελετήσουμε το δικό μας Ηλιακό Σύστημα, και να δούμε τις θέσεις και τα χαρακτηριστικά των πλανητών και του αστεροειδούς ιμάντα και του ιμάντα Kuiper. Από αυτό μπορούμε να προσπαθήσουμε να μαντέψουμε πώς σχηματίστηκαν όλα, αλλά η μόνη μας ευκαιρία να καταλάβουμε πώς όλα συνενώθηκαν είναι να δούμε άλλα νεότερα ηλιακά συστήματα καθώς σχηματίζονται.
Το όργανο SPHERE, καθώς και άλλα μελλοντικά όργανα όπως το Διαστημικό Τηλεσκόπιο James Webb, θα μας επιτρέψουν να εξετάσουμε τους περιστασιακούς δίσκους γύρω από άλλα αστέρια, και να ξεγελάσουμε τις λεπτομέρειες του πλανητικού σχηματισμού. Αυτές οι νέες εικόνες από το SPHERE είναι μια μαγευτική γεύση της λεπτομέρειας και της ποικιλίας που μπορούμε να περιμένουμε να δούμε.
