Protoplanetariusk støvskive i Rho Ophiuchi

Klumperne i udkanten af den skive, hvor der dannes planeter omkring en ung stjerne er meget koldere end ventet; -266°C. Klumperne er støvkorn, og skiven har på grund af sin form fået øgenavnet Den flyvende Tallerken. Det er nye observationer med teleskoperne ALMA og IRAM, som med en ny teknik har givet astronomerne denne kolde opdagelse, som måske betyder, at teorierne for skivedannelse skal revideres.

Det internationale forskerhold, ledet af Stephane Guilloteau fra Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux i Frankrig, har målt temperaturen af store støvkorn omkring den unge stjerne med det mundrette navn 2MASS J16281370-2431391 i himmelområdet omkring Rho Ophiuchi, hvor der lige nu sker stjernedannelse omkring 400 lysår fra os på Jorden.

Stjernen er omgivet af en skive af gasarter og støv - det, som kaldes en protoplanetarisk skive, hvor selve planetdannelsen sker. Lige denne skive ser vi næsten fra kanten, og billeder af den i synligt lys har gjort, at den bliver kaldt Den flyvende Tallerken.

Teleskopanlægget ALMA blev brugt til at observere den svage glød fra kuliltemolekylerne i skiven omkring 2MASS J16281370-2431391. Astronomerne fik meget skarpe billeder ind, og der var tydeligvis noget underligt: i nogle tilfælde så man et negativt signal! Normalt vil det være fysisk umuligt, men i dette tilfælde er der en forklaring, og en overraskende konklusion.

Støvskiven set tæt på

Hovedforfatteren til artiklen Stephane Guilloteau fortæller: "Denne skive ser vi ikke imod en sort og tom nattehimmel, men som silhouet foran de lysende dele af Rho Ophiuchi-gaståen. Med ALMA ser vi ikke den diffuse glød fra tågen, men stoffet i skiven opsuger tågens lys. Det negative signal betyder så, at dele af skiven er koldere end baggrunden. Jorden befinder sig helt bogstaveligt i skyggen af Den flyvende Tallerken!"

Målingerne fra ALMA blev kombineret med observationer af baggrundsskæret fra det 30 m store IRAM-teleskop i Spanien. Ud fra dette kan man udlede en temperatur for støvkornene på kun -266°C, altså 7 grader over det absolutte nulpunkt (7° Kelvin). Det gælder for støvkorn, som er omkring 15 mia.km. fra den centrale stjerne. Det er første gang, det er lykkedes at måle temperaturen direkte for sådanne store støvkorn (ca. 1mm) i en skive.

Den målte temperatur er meget lavere end hvad de nuværende teoretiske modeller forudsiger (-258 til -253°C, eller 15-20 Kelvin). Forklaringen må være, at de store støvkorn må have andre egenskaber, end mani har regnet med indtil nu - ellers ville de ikke kunne blive så kolde.

"Vi skal have fundet ud af, hvordan denne opdagelse påvirker vores viden om protoplanetariske skiver. Hvilke typer af støv kan have disse lave temperaturer? Vi har nogle få ideer - for eksempel at temperaturen afhænger af kornstørrelsen, så de store korn altid er koldere end de små, men det er for tidligt at sige noget med sikkerhed" tilføjer medforfatter Emmanuel di Folco (Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux).

Hvis det viser sig, at så lave støvtemperaturer er det normale i protoplanetariske skiver, kan det have mange konsekvenser for vores forståelse af, hvordan skiverne dannes og udvikler sig.

Forskelle i støvpartiklernes egenskaber vil for eksempel påvirke, hvad der sker når partiklerne kolliderer, og dermed hvordan større klumper bygges op til hele planeter. Om temperaturforskellene så faktisk har nogen betydning, kan man endnu ikke afgøre.

Lave støvtemperaturer kan også have stor betydning i de mindre støvskiver, som også findes. Hvis disse små skiver viser sig hovedsagelig at bestå af større og dermed koldere korn, kan skiverne indeholde en meget større mængde stof, end vi hidtil har ment, og dermed vil der kunne dannes kæmpeplaneter relativt tættere til centralstjernen, end de nuværende teorier forudser.

Det er nødvendigt med flere observationer, men det ser ud til, at det kolde støv, som ALMA har fundet, kan have vigtige konsekvenser for vores forståelse af protoplanetariske skiver i det hele taget.


Kilde: ESO
Billeder fra GRAVITY af det sorte hulJagten på de sorte huller er hovedopgaven for det nyinstallerede instrument GRAVITY ved ESOs VLT (Very Large Telescope) i Chile. Ved den første observationsrunde lykkedes det for GRAVITY at kombinere stjernelyset fra alle fire hjælpeteleskoper (AT). Forskerholdet bag er ovenud lykkelige. Holdet består af europæiske astronomer og ingeniører, under ledelse af Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics i Garching. Allerede under de første afprøvninger har det nye instrument sig med en række førstegangssuccesser. Det er det kraftigste instrument, som indtil nu er installeret ved VLTs interferometerdel VLTI.

Instrumentet GRAVITY kombinerer lyset fra flere teleskoper, og danner dermed et virtuelt teleskop, som kan have en diameter på op til, hvad der svarer til 200 meter.

Siden sommeren 2015 har et internationalt hold ledet af Frank Eisenhauer fra MPE, Tyskland, arbejdet med at installere instrumentet i særlige tunneler under ESO's VLT. Prøverne her er første trin frem mod den fulde ibrugtagning af instrumentet på VLTI, og det er en vigtig milepæl, som nu er nået: For første gang lykkedes det at kombinere stjernelyset fra de fire VLT Auxiliary Telescopes.

"Ved første forsøg lykkedes det at foretage optagelser med en længde på flere minutter - mere end hundrede gange længere end det før har kunnet lade sig gøre. Det er første gang i historien for optisk interferometri med lange basislinier," kommenterer Frank Eisenhauer. "GRAVITY vil gøre det muligt at observere meget svagere objekter med optisk interferometri, og følsomheden og nøjagtigheden bliver presset til en ny grænse, langt på den anden side af, hvad der tidligere har været muligt."

Under de første observationer så holdet blandt andet på den gruppe af klare unge stjerner, som kaldes Trapezet, i hjertet af Oriontågen. Allerede her er der gjort en nyopdagelse med GRAVITY: en af hobens stjerner viser sig at være en dobbeltstjerne.

GRAVITY instrumentetNøglen til denne succes var, at kunne stabilisere det virtuelle teleskop længe nok, ved hjælp af lyset fra en referencestjerne, så man kan foretage en langtidsobservation af et andet, meget svagere objekt. Desuden lykkedes det for astronomerne også at stabilisere lyset fra alle fire teleskoper samtidigt - også noget, som ikke tidligere har været gjort.

GRAVITY kan måle himmelobjekters position med høj præcision, og kan også bruges til at tage billeder og til spektroskopi[4]. Hvis der fandtes bygninger på Månen, ville GRAVITY kunne finde dem. Billeder med så ekstremt høj opløsning kan anvendes til mange ting, men hovedformålet i fremtiden vil være at studere omgivelserne omkring sorte huller.

Specielt skal GRAVITY undersøge hvad der sker i de ekstremt kraftige tyngdefelter tæt på begivenhedshorisonterne for supertunge sorte huller - for eksempel det i centrum af vores Mælkevejssystem. Det er forklaringen på instrumentets navn. Tæt ved de sorte huller bestemmes objekters opførsel af Einsteins generelle relativitetsteori. Ud over disse opgaver skal GRAVITY studere detaljer ved masseindfangning og jets - noget, som foregår både omkring nyfødte stjerner og i områderne omkring de supertunge sorte huller i galaksecentrene. Bevægelsen for binære stjerner, exoplaneter og skiver omkring unge stjerner, samt billeder af stjerners overflade bliver også vigtige opgaver.

Indtil nu er GRAVITY blevet afprøvet med de fire 1,8m AT på Paranal. De første observationer, hvor de fire 8m VLT-teleskoper bliver koblet på, er planlagt til senere i 2016.

Konsortiet, som har udviklet GRAVITY ledes af Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, in Garching, Tyskland. De andre partnere er: •LESIA, Observatoire de Paris, PSL Research University, CNRS, Sorbonne Universités, UPMC Univ. Paris 06, Univ. Paris Diderot, Sorbonne Paris Cité, Meudon, Frankrig

•Max Planck Institute for Astronomy, Heidelberg, Tyskland
•1. Physikalisches Institut, University of Cologne, Köln, Tyskland
•IPAG, Université Grenoble Alpes/CNRS, Grenoble, Frankrig
•Centro Multidisciplinar de Astrofísica, CENTRA (SIM), Lisbon and Oporto, Portugal
•ESO, Garching, Tyskland

Kilde: ESO

Supernova
Et globalt netværk af små 14cm teleskoper, kaldet ASA (Automated Sky Sutrvey) holder konstant øje med himlen for at fange bla. Supernovaer. ASA fangede 14 juni supernovaen ASAS-SN-15lh, som har vist sig at være ekstrem klar og være den klareste supernova, man nogensinde har set; Denne ene stjerneeksplosion udsender 50% mere lys end Mælkevejens 180mia stjerner tilsammen!

Superklare Supernovaer er set før og forklares normalt ved en teori kaldet magnetar teorien, men ASAS-SN-15lh er så klar at den er over teoriens skala
Kilde: 'Discovery: Most-luminous ever supernova '
Chokbølger fra
"Runaway" stjerner er stjerner der er blevet smidt ud af- eller på vej ud af deres værtsgalakse; det kan fx. ske når stjerner dannes i tætte stjernehobe, eller når Supernovaer sender nabostjerner væk.
Stjernerne kan på den måde accelereres op til hastigheder over galaksens undslippelseshastighed og dermed ende i det intergalaktiske rum. Nu har man fundet eksempler på chokbølger i det interstellare stof i andre galakser, som dannes som bovbølgen på et skib, når disse stjerner racer gennem galaksen

LÆS MERE på Caltech og hos NASA/JPL
Stjerne - solen hvis du stod på Solen ville du veje 1500x så meget som på Jorden, men hvis du står på fx. en rød kæmpe vejer du kun 1½x så meget, fordi den er så meget større at de er længere væk. Og overfladetyngdekraften er faktisk vigtig at kende, når man skal vurdere og en planet om den er beboelig. Canadiske astronomer har fundet en simpel, men præcis måde at beregne overflade-tyngdekraften ud fra lysstyrken og massen.

Kilde: Pressemeddelelse fra University of British Columbia. Se fx. fuld tekst på Eurekalert