science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Jongste accretieschijf gedetecteerd in stervorming

Figuur 1:Straal, schijf, en uitstroom in het HH 211 protostellaire systeem. (Boven) Een samengestelde afbeelding van het jetsysteem. (Onder) Een inzoomen op het binnenste gebied rond de centrale protoster, met de schijf en de uitstroom daar. Sterretjes markeren de mogelijke positie van de centrale protoster. Grijze pijlen tonen de jet-as. Oranje afbeelding toont de stoffige schijf op submillimetergolflengte verkregen met ALMA. Blauwe en rode afbeeldingen tonen de blauwverschoven en roodverschoven delen van de uitstroom die uit de schijf komt die rond de jet-as draait. Credit:ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Lee et al

Een internationaal team onder leiding van Chin-Fei Lee van het Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics (ASIAA) heeft een zeer kleine accretieschijf ontdekt, gevormd rond een van de jongste protosterren, met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Deze ontdekking vormt een beperking op de huidige theorie van schijfvorming die sterker is dan voorheen, door de schijfvormingstijd met een factor een paar eerder te verhogen. Bovendien, er is een compacte roterende uitstroom gedetecteerd. Het kan een schijfwind volgen die het impulsmoment van de schijf wegneemt en zo de schijfvorming vergemakkelijken.

"ALMA is zo krachtig dat het een accretieschijf kan oplossen met een straal van slechts 15 astronomische eenheden (AU), ", zegt Chin-Fei Lee van ASIAA. "Omdat deze schijf ongeveer een paar keer jonger is dan de eerder opgeloste jongste schijf, ons resultaat heeft gezorgd voor een sterkere beperking van de huidige theorie van schijfvorming door de schijfvormingstijd met een factor enkele eerder te verhogen. Bovendien, samen met de eerdere resultaten van de oudere schijven, ons schijfresultaat geeft de voorkeur aan een model waarbij de schijfstraal lineair groeit met de protostellaire massa, en zo de 'early-start, langzame groei'-scenario tegen de 'slow-start, snelgroeiscenario voor de vorming van accretieschijven rond protosterren."

HH 211 is een van de jongste protostellaire systemen in Perseus op een afstand van ongeveer 770 lichtjaar. De centrale protoster heeft een leeftijd van slechts ongeveer 10, 000 jaar (dat is ongeveer 2 miljoenste van de leeftijd van onze zon) en een massa van minder dan 0,05 zonnemassa. Het drijft een krachtige bipolaire straal aan en moet dus materiaal efficiënt aangroeien.

Afbeelding 2:Groottevergelijking tussen de HH 211-schijf (links) en HH 212-schijf (rechts, overgenomen van Lee et al. 2017). Merk op dat de HH 211-schijf is gedraaid om uit te lijnen met de HH 212-schijf om de vergelijking te vergemakkelijken. Credit:ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Lee et al

Eerdere zoekopdrachten met een resolutie van ongeveer 50 AU vonden slechts een hint van een kleine stoffige schijf in de buurt van de protoster. Nu met ALMA met een resolutie van 7 AU, wat ongeveer 7 keer fijner is, de stoffige schijf met een golflengte van submillimeter is niet alleen gedetecteerd, maar ook ruimtelijk opgelost. Het is een bijna edge-on accretieschijf die de centrale protoster voedt en heeft een straal van ongeveer 15 AU. De schijf is dik, wat aangeeft dat de submillimeter lichtemitterende korrels zich nog moeten vestigen in het middenvlak. In tegenstelling tot de eerder opgeloste oudere edge-on disk HH 212 die verschijnt als een grote "hamburger, " deze jongere edge-on schijf verschijnt als een kleine "knot". het lijkt erop dat een edge-on schijf in een latere fase van een klein "broodje" naar een grote "hamburger" zal groeien. Bovendien, er is een compacte roterende uitstroom gedetecteerd, en het kan een schijfwind volgen die het impulsmoment van de schijf wegneemt en zo de schijfvorming vergemakkelijken.

De waarnemingen openen een opwindende mogelijkheid om kleine schijven rond de jongste protosterren rechtstreeks te detecteren en te karakteriseren door middel van beeldvorming met hoge resolutie met ALMA, wat sterke beperkingen oplegt aan theorieën over schijfvorming en dus het voedingsproces in stervorming.