Європейська південна обсерваторія (ESO) випустила приголомшливу колекцію зображень циркулярних дисків, які оточують молодих зірок. Зображення були зроблені інструментом SPHERE (Спектро-поляриметричний висококонтрастний екзопланетний пошук) на дуже великому телескопі ESO в Чилі. Ми дивилися зображення дисководних дисків досить довго, але ця колекція розкриває захоплюючу різноманітність форм, розміри яких можуть набувати ці диски.
У нас є загальноприйнята модель формування зірок, яка підтримується великою кількістю доказів, включаючи зображення, подібні до цих зображень ESO. Модель починається з хмари газу та пилу, яку називають гігантською молекулярною хмарою. Усередині цієї хмари кишеня газу та пилу починає зливатися. Врешті-решт, коли гравітація змушує матеріал падати всередину, кишеня стає більш масивним і відчуває ще більше тяжіння гравітації. Продовжує надходити більше газу та пилу.
Матеріал, який потрапляє, також дає деякий кутовий імпульс кишені, що викликає обертання. Як тільки накопичиться достатня кількість матеріалу, синтез запалюється і народжується зірка. У цей момент всередині хмари є протозірка, у якій навколо обертання протозірки залишається невикористаний газ і пил. Що залишилося від обертового кільця називається круговим диском, з якого з часом утворюються планети.
Є й інші зображення циркулярних дисків, але їх було важко зробити. Для зображення будь-якої кількості деталей на дисках потрібно блокувати світло зірки в центрі диска. Ось де заходить СФЕРА.
SPHERE було додано до дуже великого телескопа ESO у 2014 році. Основна його робота - це безпосередньо зображення екзопланет, але він також має можливість знімати зображення циркулярних дисків. Для цього він розділяє два типи світла: поляризоване та неполяризоване.
Світло, що надходить безпосередньо від зірки - на цих зображеннях молода зірка, все ще оточена циркулярним диском - не поляризована. Але як тільки це зоряне світло розсіюється матеріалом у самому диску, світло стає поляризованим. СФЕРА, як випливає з назви, здатна відокремити два типи світла і виділити лише світло від диска. Ось так інструмент фіксує такі захоплюючі зображення дисків.
З тих пір, як стало зрозуміло, що екзопланети не є рідкістю і що більшість зірок - можливо, всі зірки - мають планети на орбіті, розуміння формування Сонячної системи стало гарячою темою. Проблема полягала в тому, що ми не можемо реально бачити це в реальному часі. Ми можемо розглянути власну Сонячну систему та інші повністю сформовані та здогадатися про те, як вони утворилися. Але формування планети приховано всередині цих навколозонових диссс. Потрапляння на ці диски має вирішальне значення для розуміння зв’язку між властивостями самого диска та планет, що утворюються в системі.
Диски, зображені в цій колекції, здебільшого є дослідженням під назвою DARTTS-S (Discs ARound T Tauri Stars with SPHERE). Зірки Т-Таурі - молоді зірки віком менше 10 мільйонів років. У цьому віці планети ще перебувають у процесі формування. Зірки відстають від Землі від 230 до 550 світлових років. В астрономічному плані це дуже близько. Але сліпуче яскраве світло зірок все-таки ускладнює захоплення слабкого світла дисків.
Одне із зображень не є зіркою Т-Таурі і не є дослідженням DARTTS-S. Диск навколо зірки GSC 07396-00759, на зображенні вище, насправді є оглядом SHINE (SpHere інфрачервоного дослідження для екзопланет), хоча самі зображення були зроблені SPHERE. GSC 07396-00759 - це червона зірка, яка є частиною системи з кількома зірками, яка була частиною дослідження DARTTS-S. Дивовижне те, що червона зірка того ж віку, що і зірка T TAURI в тій же системі, але кільце навколо червоної зірки значно розвинулося. Чому два диски навколо двох зірок одного і того ж віку настільки відрізняються один від одного за масштабом часу та еволюцією - це загадка і є однією з причин, чому астрономи хочуть вивчити ці диски набагато уважніше.
Ми можемо вивчити власну Сонячну систему та подивитися положення та характеристики планет та поясу астероїдів та поясу Куйпера. З цього можна спробувати здогадатися, як все це утворилося, але єдиний наш шанс зрозуміти, як все це зібралося, - це подивитися на інші молодші сонячні системи, як вони формуються.
Інструмент SPHERE та інші майбутні інструменти, такі як космічний телескоп Джеймса Вебба, дозволять нам зазирнути в кругозіркові диски навколо інших зірок, а також висмикувати деталі планетарного формування. Ці нові образи від SPHERE - це неприємний смак деталей та різноманітності, які ми можемо очікувати.
