science >> Wetenschap >  >> Astronomie

De temperatuurstructuur van circumstellaire schijven afleiden uit gepolariseerde emissie

Een ALMA-submiilimeteropname van de stoffige circumstellaire schijf rond een jonge ster. Astronomen gebruiken ALMA-polarisatiekaarten van de straling van soortgelijke schijven om de aanwezigheid van een temperatuurgradiënt af te leiden, en mogelijke aanwas op de schijf afleiden. (De asterisk markeert de mogelijke locatie van de ingebedde ster; een schaal van tien astronomische eenheden wordt aangegeven.). Krediet:Lee, Chin-Fei et al., 201

Gepolariseerd licht is een bekend fenomeen omdat de verstrooiing of reflectie van licht ertoe leidt dat een van de twee componenten bij voorkeur wordt geabsorbeerd. Het grootste deel van het zonlicht op aarde, bijvoorbeeld, is bij voorkeur gepolariseerd vanwege verstrooiing in de atmosfeer (dit helpt om gepolariseerde zonnebrillen effectief te maken). Elektromagnetische straling van astrofysische bronnen kan ook worden gepolariseerd, meestal vanwege verstrooiing van langwerpige stofkorrels die met elkaar zijn uitgelijnd door de lokale magnetische velden. Van deze velden wordt gedacht dat ze een belangrijke, misschien zelfs een dominante rol bij het beheersen van de vormen en bewegingen van interstellaire gaswolken en zijn uiterst moeilijk direct te meten. Waarnemingen van polarisatie door stofkorrels bieden een unieke manier om de magnetische velden te onderzoeken.

De gepolariseerde emissie van uitgelijnde korrels in schijven rond jonge stellaire objecten is van bijzonder belang voor astronomen die bestuderen hoe planeten zich ontwikkelen en evolueren in deze schijven. De gepolariseerde emissie kan niet alleen de details van de aanwezige magnetische velden onthullen, maar ook (afhankelijk van de korrelvormen en eigenschappen) andere structurele kenmerken van de schijfomgeving, bijvoorbeeld de aanwezigheid van anisotrope stellaire straling.

De ALMA-submillimeterfaciliteit heeft onlangs succes gehad met het detecteren van gepolariseerde emissie van een aantal jonge circumstellaire schijven. CfA-astronoom Ian Stephens was lid van een team dat ALMA gebruikte om de sterkte van een dergelijke emissie bij meerdere golflengten te observeren. Ze concluderen dat magnetische veldprocessen waarschijnlijk niet het enige mechanisme zijn dat aan het werk is, en ze tonen aan dat een temperatuurgradiënt over de schijf de gepolariseerde emissie van uitgelijnde stofkorrels kan wijzigen om waargenomen gegevens nauwkeuriger te repliceren dan de eenvoudige magnetische veldmodellen. Uit de analyse van de wetenschappers van gepolariseerde stofemissie in schijven blijkt dat de effecten van een temperatuurgradiënt op polarisatie het sterkst zijn wanneer een schijf van opzij wordt bekeken, en ze valideren hun conclusie met gedetailleerde modellen. Omdat temperatuurgradiënten kunnen worden beïnvloed door accretie op de schijf, deze polarisatieresultaten bieden ook een nieuwe methode voor het onderzoeken van schijfaccretie. Aangroei verwarming, bijvoorbeeld, kan de hoek van de polarisatie ten opzichte van de schijf veranderen.