Nydannede stjerner skyder kraftige hvirvelvinde ud
Forskere fra bl.a. Niels Bohr Institutet har brugt ALMA-teleskoperne til at observere de tidlige faser i dannelsen af et nyt solsystem og for første gang set, hvordan kraftige hvirvelvinde skyder ud fra den roterende sky af gasser og støv. Resultaterne er publiceret i det ansete videnskabelige tidsskrift, Nature.
Illustration af hvirvelvinden, der bliver løftet op fra den protoplanetariske skive omkring den cirka 100.000 år gamle protostjerne TMC1A. (Image: Per Bjerkeli/David Lamm/BOID)
Et nyt solsystem dannes i en stor sky af gas og støv, der på grund af tyngdekraften trækker sig sammen og fortættes og til sidst bliver så kompakt, at den i midten kollapser til en kugle af gas, hvor trykket opvarmer stoffet, så der opstår en glødende gas-kugle, en stjerne. Omkring den nydannede stjerne roterer resterne af gas- og støvskyen i en skive, hvor stofferne begynder at samle sig og danne større og større klumper, som til sidst bliver til planeter.
Per Bjerkeli, post doc og Jes Jørgensen, lektor på Niels Bohr Institutet har observeret de tidlige faser i dannelsen af et nyt solsystem og for første gang set, hvordan kraftige hvirvelvinde skyder ud fra den roterende sky af gasser og støv. (Credit: Ola Jakup Joensen, NBI).
I forbindelse med nydannede stjerner, kaldet protostjerner, har forskere observeret kraftig udstråling af hvirvelvinde og såkaldte jets. Men ingen har før nu observeret, hvordan disse vinde dannes.
”Vi har med ALMA-teleskoperne observeret en protostjerne i en meget tidlig fase. Vi ser, hvordan vinden som en tornado løfter materiale og gas op fra den roterende skive, der er i gang med at danne et nyt solsystem”, fortæller Per Bjerkeli, post doc. i Astrofysik og Planetforskning på Niels Bohr Institutet ved Københavns Universitet samt på Chalmers University of Technology i Sverige
Bremser farten
ALMA-observatoriet (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) består af 66 teleskoper, der observerer med en opløsning, der svarer til et spejl med en diameter på op til16 km. Den observerede protostjerne befinder sig 450 lysår væk. Det svarer til 30 millioner gange afstanden mellem Jorden og Solen. På denne afstand har forskerne nu observeret detaljer om protistjerner, som aldrig før er set.
ALMA observationer af en ung protostjerne ca. 450 lysår borte. Ved hjælp af disse billeder har astronomer fra bl.a. Niels Bohr Institutet for første gang kunnet studere, hvordan en hvirvelvind bliver løftet op fra den roterende protoplanetariske skive af støv og gas omkring den unge stjerne. Den røde og blå farve i billedet viser gas i hvirvelvinden, der henholdsvis bevæger væk fra og imod os. (Image: P. Bjerkeli m.fl./ESASky/ESAC, Spain)
”Under sammentrækningen af gasskyen begynder materialet at rotere hurtigere og hurtigere på samme måde som en kunstskøjteløber under en pirouette roterer hurtigere ved at trække armene ind mod kroppen. For at få rotationen bremset, skal energien bæres væk. Det bliver den ved, at den nye stjerne udsender vind. Vinden bliver dannet i skiven omkring protostjernen og roterer derfor sammen med den. Når den roterende vind bevæger sig væk fra protostjernen tager den dermed en del af rotationsenergien med sig, og stjernen kan fortsætte med at trække sig sammen”, forklarer Per Bjerkeli.
Tidligere har man troet, at den roterende vind opstod inde fra midten af den roterende gas og støvskive, men de nye observationer viser noget andet.
”Vi kan se, at den roterende vind dannes over hele skiven. Som en tornado løfter den materiale op fra gas- og støvskyen, og på et tidspunkt slipper vinden sit tag i skyen, så materialet svæver frit. Det har den virkning, at rotationshastigheden i skyen bremses, og derved kan den nye stjerne holde sammen på sig selv, og undervejs kan stofferne i den roterende gas- og støvskive samle sig og danne planeter”, fortæller Jes Jørgensen, lektor i Astrofysik og Planetforskning på Niels Bohr Institutet og Center for Stjerne- og Planetdannelse ved Københavns Universitet.
Det næste, forskerne gerne vil finde ud af er, om det frigjorte materiale blæses helt væk, eller om det på et tidspunkt falder tilbage på skiven og bliver en del af det planetdannende system.
ALMA observatoriet (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) på Chajnantor Plateauet i det nordlige Chile. ALMA består af 66 radioteleskoper, som når de arbejder sammen, kan fungere som et stort spejl med en diameter på op til 16 km. Dermed kan astronomer observere ganske fine detaljer i verdensrummet og blandt andet få svar på, hvordan solsystemer ligesom vores eget opstår. (Image: S. Otarola/ESO)
Link til artiklen på Nature >>
Per Bjerkeli, post doc. i Astrofysik og Planetforskning på Niels Bohr Institutet ved Københavns Universitet samt på Chalmers University of Technology, +46 7034-13192, per.bjerkeli@nbi.ku.dk
Jes Jørgensen, lektor i Astrofysik og Planetforskning på Niels Bohr Institutet og Center for Stjerne- og Planetdannelse ved Københavns Universitet, +45 3532-4186, jeskj@nbi.ku.dk