2014.01.07. - Új bizonyíték a kettőscsillagok kialakulási elmélete mellett

A VLA felújítás utáni új lehetőségeit kihasználva egy nemzetközi kutatócsoportnak két protocsillag esetében sikerült a protoplanetáris korongban formálódó kísérőket kimutatni, ami új bizonyíték a kettősök kialakulásának elméletére.

Ismert, hogy a Naphoz hasonló csillagok körülbelül fele kettős vagy többes rendszer tagja, nem tisztázott azonban, hogy pontosan hogyan is alakulnak ki ezek a csillagrendszerek. John Tobin (National Radio Astronomy Observatory, NRAO) szerint az egymással versengő magyarázatok között csak úgy lehet dönteni, ha olyan kettős vagy többes rendszereket észlelünk, melyek éppen a formálódás fázisában vannak. Tobinnak és csoportjának a felújított Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) antennarendszerrel ez sikerült is, mégpedig két, a Földtől körülbelül ezer fényévre lévő fiatal csillag körül fedeztek fel eddig nem ismert kísérőket, éppen abban a síkban, ahol a protoplanetáris korongoknak lenniük kell, merőlegesen a kifúvások irányára. Az egyik rendszerben ráadásul mindkét komponens körül egyértelműen azonosíthatók a porkorongok is.

A felfedezés a kettőscsillagok kialakulásának azon elméletét támasztja alá, miszerint a kísérők kezdeményei a főkomponens körül örvénylő por- és gázkorong fragmentálódásával jönnek létre, majd ezek a magok a protoplanetáris korongból gyűjtik össze a csillaggá váláshoz szükséges további tömeget is, közben pedig a diszk síkjára merőlegesen keskeny kúpokban gyors anyagkiáramlások (jetek) is indulnak. Tobin szerint eredményük jól illeszkedik ebbe az elméleti modellbe, az általuk detektált geometriai elrendezés magyarázatához nem szükséges egyéb, alternatív forgatókönyv.

Kettőscsillagok diszk-fragmentációval történő kialakulásának folyamata. Balra: Egy fiatal, formálódó csillag körüli protoplanetáris korong saját gravitációjának hatására elkezd fragmentálódni. Középen: A fragmentáció eredményeként a korongban egy másik csillag kialakulása is elkezdődik, melyet egy idő után már saját korong vesz körül. Jobbra: A két protocsillag egy kettőst alkot, melyben a komponensek szeparációja körülbelül 100 csillagászati egység, ami durván a Naprendszer méretének felel meg.
[Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF]

Az új észlelési eredmények tehát szintén a fragmentációs elmélet mellett szólnak. 2006-ban egy másik VLA-csoport már talált egy fiatal kettőst, melyben mindegyik komponens körül megfigyelhető volt a por- és gázkorong, ezek síkja ráadásul egybe is esett. 2012-ben Tobin és munkatársai egy, a formálódás kezdeti szakaszában lévő protocsillag körül detektáltak egy nagy cirkumsztelláris korongot, ami azt jelzi, hogy a diszkek már a csillagkeletkezés korai fázisában is jelen vannak, ez pedig feltétlenül szükséges a kettősök kialakulásának fragmentálódással történő magyarázatához.

Claire Chandler (NRAO) szerint a felfedezést az VLA megnövelt érzékenysége tette lehetővé, ami egy 2012-ben befejezett, évtizedes felújítási projekt eredménye. A kutatóknak különösen jól jött ez plusz érzékenység a VLA legnagyobb frekvenciájú sávjában, 40 és 50 GHz között, mivel a fiatal csillagokat övező porkorongok itt bocsátanak ki jelentős intenzitású rádiósugárzást. Tobin és kollégái a 2012-es VLA-észlelések mellett felhasználták még a kaliforniai CARMA (Combined Array for Research in Millimeter-wave Astronomy) antennarendszer méréseit is.

Az eredményeket részletező szakcikk az Astrophysical Journal c. folyóiratban jelent meg.

Forrás:

• ScienceDaily 2013.12.31.