SPHERE odkrywa fascynujące zoo dysków wokół młodych gwiazd

Dysk wokół młodej gwiazdy IM Lupi.
Credit:
ESO/H. Avenhaus et al./DARTT-S collaboration

Najnowsze zdjęcia wykonane za pomocą instrumentu SPHERE zainstalowanego na Bardzo Dużym Teleskopie (VLT, ESO) odkrywają przed nami wyjątkowo dużo szczegółów pyłowych dysków otaczających pobliskie młode gwiazdy. Owe dyski charakteryzują się różnorodnymi kształtami, rozmiarami i strukturami włącznie z oznakami tu i ówdzie wciąż formujących się planet.

Instrument SPHERE na Bardzo Dużym Teleskopie pozwolił astronomom zakryć jasne światło emitowane przez pobliskie gwiazdy, aby mogli oni lepiej przyjrzeć się ich bezpośredniemu otoczeniu. Ten zbiór nowych zdjęć ze SPHERE stanowi jedynie próbkę wybraną z szerszego zbioru pyłowych dysków odkrywanych wokół młodych gwiazd.

Obserwowane dyski znacząco różnią się między sobą pod względem kształtów i rozmiarów – niektóre zawierają jasne pierścienie, inne ciemne pierścienia, a jeszcze inne przypominają hamburgery. Różnią się one także wyglądem w zależności od ich orientacji w przestrzeni – od okrągłych dysków, które obserwujemy “z góry” po dyski obserwowane od strony krawędzi.

Credit:
ESO/H. Avenhaus et al./E. Sissa et al./DARTT-S and SHINE collaborations

Głównym zadaniem SPHERE jest bezpośrednie odkrywanie i badanie gazowych egzoplanet krążących wokół pobliskich gwiazd. Jednak instrument ten jest także jednym z najlepszych istniejących na świecie instrumentów do wykonywania zdjęć dysków otaczających młode gwiazdy – regionów, w których takie planety mogą się dopiero formować.  Badanie takich dysków jest niezwykle istotne w badaniu związku między właściwościami dysku a formowaniem i obecnością w nim planet.

Wiele przedstawionych tutaj młodych gwiazd pochodzi z najnowszego badania gwiazd T Tauri, klasy gwiazd bardzo młodych (mniej niż 10 milionów lat) o bardzo różnej jasności. Dyski otaczające takie gwiazdy zawierają gaz, pył i planetezymale – budulec do tworzenia planet i układów planetarnych.

Zdjęcia te pokazują także jak mógł wyglądać nasz Układ Słoneczny na wczesnych etapach formowania ponad cztery miliardy lat temu.

Dysk wokół GSC 07396-00759.
Credit: ESO/E. Sissa et al.

Większość przedstawionych tu zdjęć wykonano w ramach przeglądu DARTTS-S (Discs ARound T Tauri Stars with SPHERE). Odległości do obserwowanych gwiazd mieszczą się w zakresie od 230 do 550 lat od Ziemi. Dla porównania średnica Drgi Mlecznej to 100 000 lat świetlnych, tak więc te gwiazdy znajdują się stosunkowo bardzo blisko Ziemi. Jednak nawet przy takich odległościach bardzo trudno uzyskać dobre zdjęcia słabego odbitego przez dyski światła, bowiem przyćmiewa je światło emitowane przez same gwiazdy centralne.

Innym odkryciem dokonanym za pomocą SPHERE jest odkrycie dysku (widzianego od strony krawędzi) wokół gwiazdy GSC 07396-00759 w danych z przeglądu SHINE (SpHere INfrared survey for Exoplanets). Ta czerwona gwiazda jest składnikiem układu wielokrotnego uwzględnionego w próbce DARTTS-S ale co ciekawe, ten nowy dysk wydaje się mieć więcej ewolucji za sobą niż bogaty w gaz dysk wokół gwiazdy T Tauri należącej do tego samego układu, choć obie gwiazdy charakteryzują się tym samym wiekiem. Ta zaskakująca różnica skal ewolucyjnych dysków wokół dwóch gwiazd o tym samym wieku to kolejny powód tego, że badacze chcą jeszcze więcej dowiedzieć się o tych dyskach i ich cechach.

Astronomowie wykorzystują SPHERE do uzyskiwania wielu innych fascynujących zdjęć, jak też do badań interakcji planet z dyskiem i ruchów orbitalnych wewnątrz układu.

Najnowsze wyniki uzyskane za pomocą SPHERE wraz z danymi z innych teleskopów takich jak ALMA rewolucjonizują wiedzę astronomów o środowiskach występujących wokół młodych gwiazd oraz o mechanizmach powstawania planet.

Źródło: ESO