Nieuwe gegevens van de Spitzer-ruimtetelescoop van NASA geven astronomen een idee van hoe protoplanetaire schijven kunnen dienen als rem om de rotatie van de sterren te vertragen. Spitzer verzamelde gegevens over 500 jonge sterren in de Orionnevel. De snelst draaiende sterren hebben in die tijd geen planetaire schijven. Het kan zijn dat het magnetische veld van de ster interageert met de planetaire schijf, waardoor de ster langzamer wordt.
Astronomen die de Spitzer-ruimtetelescoop van NASA gebruiken, hebben bewijs gevonden dat stoffige schijven van planeetvormend materiaal aan de jonge, wervelende sterren die ze omringen trekken en vertragen.
Jonge sterren zijn vol energie en draaien als toppen in een halve dag of minder rond. Ze zouden nog sneller ronddraaien, maar er wordt iets op de rem gezet. Hoewel wetenschappers theoretiseerden dat planeetvormende schijven op zijn minst een deel van het antwoord zouden kunnen zijn, toonden ze aan dat dit tot nu toe moeilijk was.
"We wisten dat iets de snelheid van de sterren in bedwang moest houden", zei Dr. Luisa Rebull van NASA's Spitzer Science Center, Pasadena, Californië. "Schijven waren het meest logische antwoord, maar we moesten wachten tot Spitzer de schijven zou zien. . '
Rebull, die al bijna een decennium aan het probleem werkt, is de hoofdauteur van een nieuw artikel in het nummer van 20 juli van het Astrophysical Journal. De bevindingen maken deel uit van een zoektocht om de complexe relatie tussen jonge sterren en hun ontluikende planetaire systemen te begrijpen.
Sterren beginnen hun leven als ineenstortende gasballen die sneller en sneller draaien als ze krimpen, als ronddraaiende schaatsers die in hun armen trekken. Terwijl de sterren ronddraaien, pletten overtollig gas en stof zich af in de omliggende pannenkoekachtige schijven. Aangenomen wordt dat het stof en gas in de schijven uiteindelijk samenklonteren om planeten te vormen.
Ontwikkelende sterren draaien zo snel dat ze, als ze niet worden aangevinkt, nooit volledig zouden samentrekken en sterren zouden worden. Voorafgaand aan de nieuwe studie hadden astronomen theoretiseerd dat schijven de supersnelle sterren zouden kunnen vertragen door aan hun magnetische velden te rukken. Wanneer de velden van een ster door een schijf gaan, wordt aangenomen dat ze vastlopen als een lepel in stroop. Hierdoor wordt de rotatie van een ster vergrendeld op de langzamer draaiende schijf, zodat de krimpende ster niet sneller kan draaien.
Om dit principe te bewijzen, wendden Rebull en haar team zich tot Spitzer voor hulp. Het infraroodobservatorium, gelanceerd in augustus 2003, is een expert in het vinden van de wervelende schijven rond sterren, omdat stof in de schijven wordt verwarmd door sterrenlicht en gloeit op infraroodgolflengten.
Het team gebruikte Spitzer om bijna 500 jonge sterren in de Orionnevel te observeren. Ze verdeelden de sterren in langzame spinners en snelle spinners, en bepaalden dat de langzame spinners vijf keer meer kans hebben op schijven dan de snelle.
“We kunnen nu zeggen dat schijven een rol spelen bij het vertragen van sterren in ten minste één regio, maar er kunnen nog tal van andere factoren samen werken. En sterren kunnen zich in verschillende omgevingen anders gedragen, 'zei Rebull.
Andere factoren die bijdragen aan de afbouw van een ster over een langere periode zijn onder meer sterrenwinden en mogelijk volgroeide planeten.
Als planeetvormende schijven sterren vertragen, betekent dit dan dat sterren met planeten langzamer draaien dan sterren zonder planeten? Niet per se, volgens Rebull, die zei dat langzaam ronddraaiende sterren simpelweg meer tijd nodig hebben dan andere sterren om hun schijven leeg te maken en planeten te ontwikkelen. Dergelijke laatbloeiende sterren zouden hun schijven in feite meer tijd geven om te remmen en te vertragen.
Uiteindelijk zal de vraag hoe de rotatiesnelheid van een ster verband houdt met zijn vermogen om planeten te ondersteunen, op planeetjagers vallen. Tot nu toe omcirkelen alle bekende planeten in het universum sterren die lui ronddraaien. Onze zon wordt beschouwd als een slowpoke, die momenteel elke 28 dagen met een snelheid van één omwenteling voortploetert. En vanwege technologische beperkingen hebben planeetjagers geen extrasolaire planeten rond zippy sterren kunnen vinden.
"We zullen verschillende instrumenten moeten gebruiken om planeten rond snel ronddraaiende sterren te detecteren, zoals de volgende generatie grond- en ruimtetelescopen", zegt Dr. Steve Strom, een astronoom bij de National Optical Astronomy Observatory, Tucson, Ariz.
Andere leden van het team van Rebull zijn Drs. John Stauffer van het Spitzer Science Center; S. Thomas Megeath aan de Universiteit van Toledo, Ohio; en Joseph Hora en Lee Hartmann van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Mass. Hartmann is ook verbonden aan de University of Michigan, Ann Arbor.
NASA's Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Californië, beheert de Spitzer Space Telescope-missie voor NASA's Science Mission Directorate, Washington. Wetenschappelijke operaties worden uitgevoerd in het Spitzer Science Center van het California Institute of Technology. Caltech beheert JPL voor NASA.
Bezoek www.spitzer.caltech.edu/spitzer voor een animatie die laat zien hoe schijven sterren vertragen en meer informatie over Spitzer.
Oorspronkelijke bron: NASA / JPL / Spitzer News Release
