Nye data fra NASAs Spitzer-romteleskop gir astronomer en følelse av hvordan protoplanetære disker kan fungere som en bremse for å redusere stjerners rotasjon. Spitzer samlet data om 500 unge stjerner i Orion-tåken. De raskest spinnende stjernene har ikke planetplater rundt den gang. Det kan være at stjernens magnetfelt samhandler med planetdisken og bremser stjernen.
Astronomer som bruker NASAs Spitzer-romteleskop har funnet bevis på at støvete disker av planetdannende materiale trekker på og bremser de unge, hvirvlende stjernene de omgir.
Unge stjerner er fulle av energi, snurrer rundt som topper på en halv dag eller mindre. De ville spinne enda raskere, men noe setter på bremsene. Mens forskere hadde teoretisert at planetdannende disker i det minste var en del av svaret, hadde det vært vanskelig å demonstrere dette til nå.
"Vi visste at noe må holde stjernenes hastighet i sjakk," sa Dr. Luisa Rebull fra NASAs Spitzer Science Center, Pasadena, Calif. "Disker var det mest logiske svaret, men vi måtte vente på at Spitzer skulle se diskene .”
Rebull, som har arbeidet med problemet i nesten et tiår, er hovedforfatter av en ny artikkel i utgaven 20. juli av Astrophysical Journal. Funnene er del av en søken etter å forstå det komplekse forholdet mellom unge stjerner og deres spirende planetariske systemer.
Stjerner begynner livet som kollapsende boller av gass som snurrer raskere og raskere når de krymper, som virvlende isskater som trekker i armene. Når stjernene pisker rundt, flater overflødig gass og støv ut i omkringliggende pannekake-lignende disker. Støv og gass i diskene antas å til slutt klumpe seg sammen for å danne planeter.
Utviklende stjerner snurrer så raskt at de, uten å være sjekket, aldri helt ville trekke seg sammen og bli stjerner. I forkant av den nye studien hadde astronomer teoretisert at disker kunne bremse de superhurtige stjernene ved å trekke på magnetfeltene deres. Når en stjerners felt passerer gjennom en disk, antas de å feste seg som en skje i melasse. Dette låser en stjerners rotasjon til den tregere svingskiven, slik at den krympende stjernen ikke kan snurre raskere.
For å bevise dette prinsippet, vendte Rebull og hennes team seg til Spitzer for å få hjelp. Det infrarøde observatoriet ble lansert i august 2003 og er en ekspert på å finne de virvlende skivene rundt stjernene, fordi støv i skivene blir oppvarmet av stjernelys og gløder på infrarøde bølgelengder.
Teamet brukte Spitzer for å observere nærmere 500 unge stjerner i Orion-tåken. De delte stjernene i langsomme spinnere og raske spinnere, og bestemte at de langsomme spinnerne er fem ganger mer sannsynlig å ha disker enn de raske.
"Vi kan nå si at disker spiller en slags rolle for å bremse stjerner i minst en region, men det kan være en rekke andre faktorer som fungerer i takt. Og stjerner kan oppføre seg annerledes i forskjellige miljøer, ”sa Rebull.
Andre faktorer som bidrar til at en stjerne avvikles over lengre tid inkluderer stjernevind og muligens fullvokste planeter.
Hvis planetdannende plater bremser stjerner, betyr det at stjerner med planeter snurrer saktere enn stjerner uten planeter? Ikke nødvendigvis, ifølge Rebull, som sa at langsomt spinnende stjerner rett og slett kan ta mer tid enn andre stjerner å rydde disker og utvikle planeter. Slike sentblomstrende stjerner ville i virkeligheten gitt diskene mer tid til å ta på bremsene og bremse dem.
Til syvende og sist vil spørsmålet om hvordan en stjerners rotasjonsfrekvens er relatert til dens evne til å støtte planeter falle til planetjegere. Så langt sirkler alle kjente planeter i universet stjerner som snur seg late. Solen vår regnes som en slowpoke, som for tiden går sammen med en revolusjon hver 28. dag. Og på grunn av begrensninger i teknologi, har ikke jegere funnet planetjegere uten ekstrasolære planeter rundt zippy-stjerner.
"Vi må bruke forskjellige verktøy for å oppdage planeter rundt raskt spinnende stjerner, som neste generasjons bakke- og romteleskop," sier Dr. Steve Strom, en astronom ved National Optical Astronomy Observatory, Tucson, Ariz.
Andre medlemmer av Rebulls team inkluderer drs. John Stauffer fra Spitzer Science Center; S. Thomas Megeath ved University of Toledo, Ohio; og Joseph Hora og Lee Hartmann fra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Mass. Hartmann er også tilknyttet University of Michigan, Ann Arbor.
NASAs Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, California, administrerer Spitzer romteleskopmisjon for NASAs Science Mission Directorate, Washington. Vitenskapelige operasjoner utføres ved Spitzer Science Center ved California Institute of Technology. Caltech administrerer JPL for NASA.
Besøk www.spitzer.caltech.edu/spitzer for å få en animasjon som skildrer hvordan disker sakte stjerner og mer informasjon om Spitzer.
Originalkilde: NASA / JPL / Spitzer News Release
