Małe gwiazdy niszczą dyski protoplanetarne promieniami X

Źródło: Chandra X-ray Center
Źródło: Chandra X-ray Center

Młode gwiazdy o masie dużo mniejszej od masy Słońca mogą emitować ogromne ilości promieniowania rentgenowskiego, które w znacznym stopniu może skrócić życie otaczających je dysków protoplanetarnych. Takie wnioski można wysnuć z najnowszych badań grupy pobliskich gwiazd przeprowadzonych za pomocą Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra i innych teleskopów.

Badacze odkryli dowody na to, że intensywne promieniowanie rentgenowskie emitowane przez niektóre młode gwiazdy w asocjacji TW Hya znajdującej się ok. 160 lat świetlnych od Ziemi, zniszczyło otaczające je dyski pyłowo-gazowe. Tego typu dyski to miejsca, w których powstają planety. Wiek badanych gwiazd określono na ok. 8 milionów lat co jest niewielką liczbą w porównaniu do wieku Słońca – 4,5 miliarda lat. Astonomowie chcą dowiedzieć się więcej o układach na tak wczesnych etapach rozwoje, bowiem są one kluczem do poznania mechanizmów prowadzących do narodzin i wczesnego rozwoju planet.

Kolejną istotną różnicą między Słońcem a badanymi gwiazdami jest ich masa. Gwiazdy w TWA charakteryzują się masą między 0.1 – 0.5 masy Słońca i emitują mniej światła. Jak dotąd nie wiedzieliśmy czy promieniowanie rentgenowskie emitowane przez takie małe, słabe gwiazdy może mieć jakikolwiek wpływ na otaczające je dyski protoplanetarne. Najnowsze badania wskazują, że intensywność promieniowania rentgenowskiego emitowanego przez małe, ciemne gwiazdy może odgrywać kluczową rolę w określaniu przeżywalności otaczających je dysków. Wyniki oznaczają ponadto, że astronomowie muszą ponownie przeanalizować aktualne teorie dotyczące procesu formowania i wczesnych etapów życia planet wokół tego typu gwiazd.

Bazując na danych obserwacyjnych w zakresie rentgenowskim zebranym za pomocą Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra, obserwatorium XMM-Newton oraz ROSAT, zespół naukowców przyjrzał się intensywności promieniowania rentgenowskiego emitowanego przez grupę gwiazd w asocjacji TWA oraz liczbie obserwowanych dysków protoplanetarnych wokół nich. Badane gwiazdy podzielono na dwie grupy. W pierwszej grupie gwiazdy charakteryzowały się masą od 0,3 do 0,5 masy Słońca. W drugiej znalazły się gwiazdy  o masie ok. 0,1 masy Słońca. W tej grupie znalazły się także stosunkowo masywne brązowe karły.

Źródło: Chandra X-ray Center
Źródło: Chandra X-ray Center

Naukowcy odkryli, że masywniejsze gwiazdy z pierwszej grupy emitują więcej promieniowania rentgenowskiego niż mniej masywne gwiazdy z drugiej grupy. Aby dowiedzieć się jak powszechne są dyski protoplanetarne w obu grupach wykorzystano dane zebrane za pomocą WISE (Wide-Field Infrared Survey Explorer), a w niektórych przypadkach za pomocą prowadzonej z Ziemi spektroskopii. Okazało się, że wszystkie gwiazdy z masywniejszej grupy pozbyły się już swoich dysków protoplanetarnych, a w mniej masywnej grupie połowa gwiazd wciąż miała dyski. Takie wyniki wskazują, że promieniowanie rentgenowskie emitowane przez bardziej masywne gwiazdy przyspiesza rozpraszanie dysków poprzez ogrzewanie materii dysku i odparowywanie jej w przestrzeń międzygwiezdną.

We wcześniejszych badaniach astronomowie odkryli, że gwiazdy w wieku 10 milionów lat znajdujące się w Gwiazdozbiorze Skorpiona, tworzące inną asocjacje gwiazd, wykazywały podobny trend wzrostu długości życia dysku w pobliżu mniej masywnych gwiazd. Niemniej jednak wtedy nie wzięto pod uwagę danych o promieniowaniu rentgenowskim, które może być wytłumaczeniem tego trendu. Właśnie dlatego nowe badania gwiazd w wieku 8 milionów lat w asocjacji TWA są tak ważne. Co więcej, teoretyczne modele ewolucji dysków protoplanetarnych zazwyczaj przewidują brak zależności długości życia dysku od masy gwiazdy. Nowe badania gwiazd w asocjacji TWA wskazują na konieczność ponownego przeanalizowania modeli ewolucji dysków protoplanetarnych przy uwzględnieniu promieniowania rentgenowskiego emitowanego przez gwiazdy o małej masie.

W poszukiwaniu planet poza Układem Słonecznym wielu astronomów skupiło się na obserwacjach gwiazd mniej masywnych od Słońca, takich jak opisane tutaj. Takie gwiazdy mogą stanowić najlepszy cel do poszukiwania planet znajdujących się w ekosferach metodą obrazowania bezpośredniego.

Komentarze

comments