Często gwiazdy są zbyt daleko, byśmy mogli porozmawiać o ich otoczeniu. Ale w przypadku nowonarodzonych gwiazd otoczonych dyskami protoplanetarnymi istnieje genialna sztuczka, którą astronomowie mogą wykorzystać do zbadania struktury ich zakurzonych kołysek.
Gwiazda może tworzyć się z obłoku molekularnego gazu, który w pewnych warunkach jest niszczony przez wzajemne przyciąganie. Ta zapaść tworzy węzeł gęstego materiału, który może stopić się i wytworzyć rdzeń młodej gwiazdy. Z czasem materiał gromadzi się wokół tego protogwiazdy, tworząc dysk wirowy. Ostatecznie planety skondensują się z tego dysku protoplanetarnego. Aby lepiej zrozumieć, w jaki sposób planety tworzą się w Układzie Słonecznym, astronomowie badają dyski wokół innych gwiazd.
„Zrozumienie dysków protoplanetarnych może pomóc nam zrozumieć niektóre tajemnice egzoplanet w systemach gwiezdnych poza naszymi” - powiedziała badaczka Huan Meng z University of Arizona, Tucson. „Chcemy wiedzieć, jak kształtują się planety, i dlatego znajdujemy duże planety zwane gorącymi Jowiszami, które są blisko ich gwiazd”. Jeśli młode systemy gwiezdne są daleko od nas, utrudnia to widzenie struktury optycznej tych dysków.
Jednak badając zmiany jasności gwiazdy o nazwie YLW 16B, znajdującej się około 400 lat świetlnych od Ziemi, Maine i jego współpracownicy byli w stanie wykryć światło odbite gwiazdy z wewnętrznej granicy dysku protoplanetarnego, co pozwala na niezwykle dokładne pomiary jej położenia i struktury.
Ta konkretna gwiazda ma mniej więcej taką samą masę jak nasze Słońce, ale ma zaledwie 1 milion lat (w porównaniu z 4, 6 miliardami lat naszego Słońca, gwiazdę tę można nazwać embrionem gwiazdowym). To czyni go idealnym kandydatem do zrozumienia fizyki naszego Układu Słonecznego, dopóki planety nie zaczną się formować wokół młodego Słońca.
Wykorzystując dane z teleskopu kosmicznego NASA Spitzer, który obserwuje Wszechświat w świetle podczerwonym, jak również z obserwatoriów naziemnych, astronomowie zastosowali technikę zwaną „fotorewerbem” do badania światła gwiazd odbijanego od wewnętrznej krawędzi dysku protoplanetarnego.
Tak się złożyło, że YLW 16B ma zmienne i nieprzewidywalne oscylacje promieniowania, więc astronomowie mierzą te oscylacje promieniowania i czekają na odbite światło z dysku. Różnice w jasności gwiazdy można porównać z lekkim echem, które pojawia się później. Opóźnienie czasowe służy do obliczania odległości gwiazdy od wewnętrznej krawędzi dysku protoplanetarnego. Dla tego systemu gwiezdnego przerwa między gwiazdą a dyskiem wewnętrznym wynosi około 0,08 AE, gdzie 1 AE lub jednostka astronomiczna to średnia odległość między Słońcem a orbitą Ziemi. Dla lepszego porównania, wewnętrzna krawędź wynosi około jednej czwartej odległości między Merkurym i Słońcem.
Obserwacje te pomogły stwierdzić, że dysk był gruby, zapewniając dodatkową interesującą wskazówkę, ile materiału może zawierać dysk.
Młode gwiazdy są jasne i mają silne wiatry gwiazdowe, które „wydmuchują” wnętrze dysku protoplanetarnego, pozostawiając lukę (jak pokazano na powyższym obrazku). Zrozumienie, jak duża jest ta luka i jej położenie od gwiazdy, pomoże nam ulepszyć modele nowonarodzonych systemów gwiezdnych, a ostatecznie daje wyobrażenie o tym, jak nasz układ słoneczny powstał 4, 6 miliardów lat temu.
