Pressmeddelande
Stjärnutbrott gör att snölinjen blir synlig
13 juli 2016
Teleskopet ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) har för första gången kunnat urskilja en protoplanetär skivas snölinje. Bortom denna linje är temperaturen i skivan omkring en ung stjärna tillräckligt låg för att snö ska kunna bildas. Snölinjen kunde observeras för första gången tack vare en dramatisk ökning i den unga stjärnan V883 Orionis ljusstyrka. Stjärnan värmde snabbt upp skivans inre delarna, med följden att snölinjen drevs ut till mycket större avstånd än vad som är vanligt för en protostjärna. Forskningsresultaten publiceras 14 juli 2016 i tidsskriften Nature.
Unga stjärnor omringas ofta av täta, roterande skivor av gas och stoft som kallas protoplanetära skivor, och där planeter bildas. Värmen från en typisk ung, sollik stjärna betyder att vattnet i en protoplanetär skiva är i gasform upp till 3 ae från stjärnan [1] – det vill säga mindre än 3 gånger det genomsnittliga avståndet mellan jorden och solen, eller cirka 450 miljoner kilometer [2]. Längre ut, på grund av det extremt låga trycket, omvandlas vattenmolekylerna direkt från gasform och bildar ett tunt lager av is på stoftkorn och andra partiklar. Området i den protoplanetära skivan där vattnet går från sin gasform till fast form kallas för snölinjen [3].
Men V883 Orionis är en ovanlig ung stjärna. En dramatisk ökning i stjärnans ljusstyrka har drivit ut snölinjen till 40 ae (cirka 6 miljarder kilometer, eller ungefär samma avstånd som dvärgplaneten Plutos bana i solsystemet). Det är tack vare denna enorma ljusning, kombinerat med ALMA:s upplösningsförmåga vid långa baslinjer [4], som forskarlaget, som leds av Lucas Cieza (Millennium ALMA Disk Nucleus och Universidad Diego Portales, Santiago, Chile), för första gången kunnat observera snölinjen för vatten i en protoplanetär skiva.
V883 Orionis plötsliga ökning i ljusstyrka är ett exempel på vad som händer när stora mängder av material från skivan som omringar den unga stjärnan faller ner på stjärnytan. V883 Orionis har en massa som är bara 30 procent större än solen, men tack vare stjärnans pågående utbrott lyser den just nu otroliga 400 gånger starkare än solen – och den är dessutom mycket varmare [5].
Förstaförfattaren Lucas Cieza förklarar.
– Observationerna med ALMA överraskade oss. Vi tog fram observationsmetoden för att titta efter fragmentering i en skiva, ett förstadium till att planeter bildas. Vi såg inget av detta. Istället hittade vi vad som ser ut som en ring vid 40 ae. Detta visar ALMA:s banbrytande kraft, vilket ger oss spännande resultat trots att de inte är just de som vi letade efter, säger han.
Den smått bisarra idén av snö i omloppsbana i rymden är fundamental för planetbildning. Vattenis behövs för att reglera hur pass effektivt stoftkorn kan slås ihop – första steget mot att planeter bildas. Inuti snölinjen, där vattnet förångas, tror forskare att mindre, steniga planeter som vår jord kan bildas. Närvaron av is utanför snölinjen gör att kosmiska snöbollar kan snabbt bildas, och dessa så småningom blir till tunga gasplaneter som Jupiter.
Upptäckten att dessa utbrott kan driva ut snölinjen till ungefär 10 gånger längre ut från stjärnan än vanligt är viktigt för att man kunna utveckla bra modeller för hur planeter bildas. Då sådana utbrott tros vara ett av stadierna i utvecklingen av de flesta planetsystem kan detta vara en vanlig företeelse som nu observerats för första gången. I så fall kan denna observation med ALMA innebära ett viktigt bidrag till att förbättra vår förståelse för hur planeter i hela universum har bildats och utvecklats.
Noter
[1] En astronomisk enhet – 1 ae – är medelavståndet mellan jorden och solen, cirka 149,6 miljoner kilometer. Detta är en enhet som ofta används för att beskriva avstånd inuti solsystemet och i planetsystem omkring andra stjärnor.
[2] Denna linje låg mellan Mars och Jupiters bana när solsystemet bildades. Därför bildades de steniga planeterna Merkurius, jorden och Mars innanför denna linje, och gasplaneterna Jupiter, Saturnus, Uranus och Neptunus bildades utanför.
[3] Snölinjen för andra molekyler, som till exempel kolmonoxid och metan, har tidigare observerats med ALMA inuti andra protoplanetär skivor vid avstånd på mer än 30 ae från protostjärnan. Vatten fryser vid relativt höga temperaturer och detta betyder att snölinjen för vatten ligger vanligtvis alltför nära protostjärnan för att kunna observeras direkt.
[4] Upplösning är förmågan att urskilja objekt som åtskilda. För det mänskliga ögat skulle till exempel flera ljusa facklor på ett avstånd se ut att vara en enda lysande fläck. Bara när man kommer närmare kan man åtskilja de individuella facklorna. Samma princip gäller för teleskop, och dessa nya observationer har utnyttjat ALMA:s fantastiska upplösningsförmåga i dess långbaslinjeläge. Vid avståndet till V883 Orionis motsvarar ALMA.s upplösningsförmåga cirka 12 ae – tillräckligt för att kunna urskilja snölinjen vid 40 ae i ett utbrottsdrabbat system som detta, men inte hos en typisk ung stjärna.
[5] Stjärnor som V883 Orionis klassificeras som FU Orionisstjärnor, efter den första stjärnan som upptäcktes med detta beteende. Utbrotten kan vara i hundratals år.
Mer information
Resultaten presenteras i en forskningsartikel med titeln “Imaging the water snow-line during a protostellar outburst”, av L. Cieza m. fl. och publiceras 14 juli 2016 i tidsskriften Nature.
Forskarlaget består av Lucas A. Cieza (Millennium ALMA Disk Nucleus; Universidad Diego Portales, Santiago, Chile), Simon Casassus (Universidad de Chile, Santiago, Chile), John Tobin (Leidenobservatoret, Universiteit Leiden, Nederländerna), Steven Bos (Leidenobservatoret, Universiteit Leiden, Nederländerna), Jonathan P. Williams (University of Hawaii at Manoa, Honolulu, Hawai`i, USA), Sebastian Perez (Universidad de Chile, Santiago, Chile), Zhaohuan Zhu (Princeton University, Princeton, New Jersey, USA), Claudio Cáceres (Universidad Valparaiso, Valparaiso, Chile), Hector Canovas (Universidad Valparaiso, Valparaiso, Chile), Michael M. Dunham (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, USA), Antonio Hales (Joint ALMA Observatory, Santiago, Chile), Jose L. Prieto (Universidad Diego Portales, Santiago, Chile), David A. Principe (Universidad Diego Portales, Santiago, Chile), Matthias R. Schreiber (Universidad Valparaiso, Valparaiso, Chile), Dary Ruiz-Rodriguez (Australian National University, Mount Stromlo Observatory, Canberra, Australien) och Alice Zurlo (Universidad Diego Portales & Universidad de Chile, Santiago, Chile).
ESO, Europeiska sydobservatoriet, är Europas främsta samarbetsorgan för astronomisk forskning och världens mest produktiva astronomiska observatorium. Det stöds av 16 länder: Belgien, Brasilien, Danmark, Finland, Frankrike, Italien, Nederländerna, Polen, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och Österrike. ESO:s ambitiösa verksamhet rör design, konstruktion och drift av avancerade markbaserade forskningsanläggningar som gör det möjligt för astronomer att göra banbrytande vetenskapliga upptäckter. ESO spelar dessutom en ledande roll i att främja och organisera samarbeten inom astronomisk forskning. ESO driver tre unika observationsplatser i Chile: La Silla, Paranal och Chajnantor. Vid Paranal finns Very Large Telescope, världens mest avancerade observatorium för synligt ljus, och två kartläggningsteleskop. VISTA arbetar i infrarött ljus och är världens största kartläggningsteleskop och VST (VLT Survey Telescope) är det största teleskopet som konstruerats enbart för att kartlägga himlavalvet i synligt ljus. ESO är en huvudpartner i ALMA, världens hittills största astronomiska projekt. Och på Cerro Armazones, nära Paranal, bygger ESO det europeiska extremt stora 39-metersteleskopet för synligt och infrarött ljus, E-ELT. Det kommer att bli ”världens största öga mot himlen”.
Länkar
Kontakter
Lucas Cieza
Universidad Diego Portales
Santiago, Chile
Tel: +56 22 676 8154
Mobil: +56 95 000 6541
E-post: lucas.cieza@mail.udp.cl
Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591
E-post: rhook@eso.org
Johan Warell (Presskontakt för Sverige)
ESO:s nätverk för vetenskaplig kommunikation
Skurup, Sverige
Tel: +46-706-494731
E-post: eson-sweden@eso.org
Om pressmeddelandet
Pressmeddelande nr: | eso1626sv |
Namn: | V883 Orionis |
Typ: | Milky Way : Star : Circumstellar Material : Disk : Protoplanetary |
Facility: | Atacama Large Millimeter/submillimeter Array |
Science data: | 2016Natur.535..258C |
Our use of Cookies
We use cookies that are essential for accessing our websites and using our services. We also use cookies to analyse, measure and improve our websites’ performance, to enable content sharing via social media and to display media content hosted on third-party platforms.
ESO Cookies Policy
The European Organisation for Astronomical Research in the Southern Hemisphere (ESO) is the pre-eminent intergovernmental science and technology organisation in astronomy. It carries out an ambitious programme focused on the design, construction and operation of powerful ground-based observing facilities for astronomy.
This Cookies Policy is intended to provide clarity by outlining the cookies used on the ESO public websites, their functions, the options you have for controlling them, and the ways you can contact us for additional details.
What are cookies?
Cookies are small pieces of data stored on your device by websites you visit. They serve various purposes, such as remembering login credentials and preferences and enhance your browsing experience.
Categories of cookies we use
Essential cookies (always active): These cookies are strictly necessary for the proper functioning of our website. Without these cookies, the website cannot operate correctly, and certain services, such as logging in or accessing secure areas, may not be available; because they are essential for the website’s operation, they cannot be disabled.
Functional Cookies: These cookies enhance your browsing experience by enabling additional features and personalization, such as remembering your preferences and settings. While not strictly necessary for the website to function, they improve usability and convenience; these cookies are only placed if you provide your consent.
Analytics cookies: These cookies collect information about how visitors interact with our website, such as which pages are visited most often and how users navigate the site. This data helps us improve website performance, optimize content, and enhance the user experience; these cookies are only placed if you provide your consent. We use the following analytics cookies.
Matomo Cookies:
This website uses Matomo (formerly Piwik), an open source software which enables the statistical analysis of website visits. Matomo uses cookies (text files) which are saved on your computer and which allow us to analyze how you use our website. The website user information generated by the cookies will only be saved on the servers of our IT Department. We use this information to analyze www.eso.org visits and to prepare reports on website activities. These data will not be disclosed to third parties.
On behalf of ESO, Matomo will use this information for the purpose of evaluating your use of the website, compiling reports on website activity and providing other services relating to website activity and internet usage.
Matomo cookies settings:
Additional Third-party cookies on ESO websites: some of our pages display content from external providers, e.g. YouTube.
Such third-party services are outside of ESO control and may, at any time, change their terms of service, use of cookies, etc.
YouTube: Some videos on the ESO website are embedded from ESO’s official YouTube channel. We have enabled YouTube’s privacy-enhanced mode, meaning that no cookies are set unless the user actively clicks on the video to play it. Additionally, in this mode, YouTube does not store any personally identifiable cookie data for embedded video playbacks. For more details, please refer to YouTube’s embedding videos information page.
Cookies can also be classified based on the following elements.
Regarding the domain, there are:
- First-party cookies, set by the website you are currently visiting. They are stored by the same domain that you are browsing and are used to enhance your experience on that site;
- Third-party cookies, set by a domain other than the one you are currently visiting.
As for their duration, cookies can be:
- Browser-session cookies, which are deleted when the user closes the browser;
- Stored cookies, which stay on the user's device for a predetermined period of time.
How to manage cookies
Cookie settings: You can modify your cookie choices for the ESO webpages at any time by clicking on the link Cookie settings at the bottom of any page.
In your browser: If you wish to delete cookies or instruct your browser to delete or block cookies by default, please visit the help pages of your browser:
Please be aware that if you delete or decline cookies, certain functionalities of our website may be not be available and your browsing experience may be affected.
You can set most browsers to prevent any cookies being placed on your device, but you may then have to manually adjust some preferences every time you visit a site/page. And some services and functionalities may not work properly at all (e.g. profile logging-in, shop check out).
Updates to the ESO Cookies Policy
The ESO Cookies Policy may be subject to future updates, which will be made available on this page.
Additional information
For any queries related to cookies, please contact: pdprATesoDOTorg.
As ESO public webpages are managed by our Department of Communication, your questions will be dealt with the support of the said Department.