Protoplanetáris kapcsolat

336

Egy nemzetközi kutatócsoport fiatal csillagok körüli protoplanetáris korongok tömegét és akkréciós rátáját vizsgálta. A kettő között lévő kapcsolatnak a vizsgálata fontos eredményeket adhat a különböző csillagok evolúciós folyamatainak felderítésénél.

Protoplanetáris korongnak egy fiatal csillag körüli gázból és porból álló korongot nevezünk.  Egy elméleti modell szerint ennek tömege és egységnyi idő alatt a csillagra hulló tömeg – vagyis az akkréciós ráta – között lineáris kapcsolat áll fenn. A kettő közötti kapcsolatot vizsgálták a kutatók 66 fiatal csillag esetén, melyek a Lupus csillagkeletkezési régióban helyezkednek el.

A vizsgálathoz szükség volt a protoplanetáris korongok tömegének, illetve akkréciós rátájának ismeretére. Ezek meghatározásához az ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array – Atakamai nagy milliméteres/szubmilliméteres hálózat) hálózat és a VLT (Very Large Telescope) X-Shooter műszer korábbi méréseit használták fel. Az előbbiből következtettek a tömegre, utóbbiból pedig az akkréciós rátára.

Lupus3
A Lupus 3 csillagkeletkezési régió tőlünk körülbelül 600 fényévre helyezkedik el. A kép a La Silla Obszervatórium 2,2 m-es távcsövével készült. (Forrás: eso.org)

A tömegmérés során külön határozták meg a korongban található gáz- és portömeg értékeket. A különböző anyagokat különböző módokon tudjuk megfigyelni. A pornak úgynevezett folytonos sugárzása van. Ez azt jelenti, hogy ha az intenzitást a hullámhossz függvényében ábrázoljuk, akkor egy folytonos vonalat kapunk eredményül. Ebből következik az, hogy a por minden hullámhosszon sugároz. A gáznak azonban más jellegű, úgynevezett vonalas sugárzási képe van. Ez azt jelenti, hogy ha az intenzitást a hullámhossz függvényében vizsgáljuk, akkor csak bizonyos értékeknél tapasztalunk eredményt. Mivel a protoplanetáris korongban mindkét összetevő jelen van, ezért itt ez a kettő egymásra tevődik. Így a mérés során a folytonos sugárzásból következtettek a kutatók a korongban lévő por tömegére és a sugárzási vonalakból a jelenlevő gáz tömegére.

Az akkréció során a csillaglégkörbe kerülő felforrósodott anyag főleg UV tartományban sugároz. Ezért az akkréciós rátára az UV tartományban végzett mérésekből következtethetünk.

A kiértékelés során külön vizsgálták a gáz-, illetve portömeg és az akkréció közötti kapcsolatot. A portömeg és az akkréciós ráta közötti feltételezett lineáris összefüggést sikerült igazolni a vizsgálattal, míg a gáztömeg és akkréciós ráta esetében nem. E sikertelenség feltételezett okai a kevés érzékelt sugárzási vonal és a nagyon nagy mérési hibák. Mivel a gáz tömegét nem ismerik pontosan, ezért a kutatók a teljes tömegre a por tömegének százszorosát feltételezték, ami megfelel a gáz-por arány átlagos csillagközi értékének. Így a teljes tömeggel is tudták vizsgálni a két érték közötti kapcsolatot, és sikeresen igazolták a közöttük lévő lineáris összefüggést, mely az elméleti várakozásokat jól igazolta.

A jövőbeli mélyebb ALMA kutatások várhatóan olyan újabb információkkal szolgálhatnak, melyek segítségével pontosítani lehet a protoplanetáris korong tömegére vonatkozó feltételezéseket, valamint a jelen levő gáz-por arányt. Ezáltal pontosabb képet kaphatunk a tömeg és az akkréció közötti kapcsolatról, mely segíthet megállapítani, hogy milyen evolúciós folyamatok dominálnak a különböző csillagok esetében.

Az eredményeket részletező szakcikk az Astronomy and Astrophysics című folyóiratban jelent meg 2016-ban (A&A 591, L3 (2016) ).

Hozzászólás

hozzászólás