Часто звезды слишком далеко для нас, чтобы говорить об их окрестности. Но в случае новорожденных звезд в окружении протопланетных дисков, есть гениальный трюк, который астрономы могут использовать, чтобы исследовать структуру их пыльных колыбелей.
Звезда может образоваться из молекулярного облака газа, которое при определенных условиях разрушается под действием взаимного притяжения. Этот коллапс образует узел плотного материала, который может расплавиться и произвести ядро молодой звезды. Со временем, материал будет собираться вокруг этой протозвезды, образуя вихревой диск. В конце концов, из этого протопланетного диска будут конденсироваться планеты. Для того чтобы лучше понять, как формируются планеты в Солнечной системе, астрономы изучают диски вокруг других звезд.
"Понимание протопланетных дисков может помочь нам понять некоторые тайны экзопланет в звездных системах за пределами нашей собственной", - сказал научный сотрудник Хуань Мэн, из Университета Аризоны, г.Тусон. "Мы хотим знать, как формируются планеты и поэтому мы находим большие планеты под названием "горячие Юпитеры", которые близко расположены к своим звездам".
Если молодые звездные системы находятся далеко от нас, это затрудняет оптическую видимость структуры этих дисков.
Однако, изучая колебания яркости звезды под названием YLW 16B, расположенной на расстоянии около 400 световых лет от Земли, Мэн и его коллеги смогли обнаружить отраженный свет звезды от внутренней границы ее протопланетного диска, что позволяет выполнить чрезвычайно точные измерения его местоположения и структуры.
Эта конкретная звезда примерно такой же массы, как наше Солнце, но ей всего лишь 1 миллион лет (по сравнению с 4,6 млрд. лет нашего Солнца, эта звезда может быть названа звездным эмбрионом). Это делает его идеальным кандидатом для понимания физики нашей Солнечной системы до того момента, как начали формироваться планеты вокруг молодого Солнца.
Используя данные космического телескопа НАСА Спитцер, который наблюдает Вселенную в инфракрасном свете, а также от наземных обсерваторий, астрономы применили технологию, называемую "фото-реверберация" для изучения звездного света отражающегося от внутреннего края протопланетного диска.
Просто так получилось, что YLW 16B имеет переменные и непредсказуемые колебания излучения, поэтому астрономы измеряют эти колебания излучения и ждут отраженного света от диска. Вариации яркости звезды можно сравнить с легким эхо, которое появляется впоследствии. Задержка во времени используется для вычисления расстояния звезды от внутреннего края протопланетного диска.
Для этой звездной системы, разрыв между звездой и внутренним диском составляет около 0,08 АЕ, где 1 АЕ, или астрономическая единица - это среднее расстояние между Солнцем и орбитой Земли. В качестве лучшего сравнения, внутренний край составляет примерно одну четверть расстояния между Меркурием и Солнцем.
Эти наблюдения помогли сделать вывод, что диск был толстым, обеспечивая дополнительную интересную подсказку о том, как много материала может содержать диск.
Молодые звезды яркие и обладают мощными звездными ветрами, которые "выдувают" внутренности протопланетного диска, оставляя зазор (как показано на изображении сверху). Понимание того, насколько велик этот разрыв и его расположение от звезды поможет нам улучшить модели новорожденных звездных систем и, в конечном счете, дает представление о том, как наша солнечная система сформировались 4,6 миллиарда лет назад.