Uma equipe internacional de astrônomos utilizou HiCIAO (Instrumento Alto Contraste para a ótica da geração seguinte Subaru) (Nota 1) para observar um disco em torno da jovem estrela SAO 206462.
Eles conseguiram capturar imagens claras e detalhadas de seu disco, que descobriram tem uma estrutura espiral com dois braços discerníveis. Com base em suas observações e modelagem de acordo com a teoria da onda de densidade espiral, a equipe suspeita que os processos dinâmicos, possivelmente resultantes de planetas no disco, pode ser responsável por sua forma espiral.
Esta pesquisa pode servir de base para um outro método indireto de detecção de planetas.
Clique na imagem para ampliarDois braços espirais surgem a partir do disco de gás rico em redor de São 206.462, uma jovem estrela na constelação de Lupus. Esta imagem, obtida pelo Telescópio Subaru e seu instrumento HiCIAO, é o primeiro a mostrar braços espirais em um disco circum. O disco em si é cerca de 14.000 milhões milhas de diâmetro, ou cerca de duas vezes o tamanho da órbita de Plutão em nosso próprio sistema solar. Crédito: NAOJ / Subaru
Os cientistas sabem que a forma de um disco de planetas gama de poeira e gás em torno de uma estrela, de um assim chamado "disco protoplanetário". No entanto, a composição destes discos especiais, bem como o processo pelo qual eles dão origem a planetas ter permanecido um mistério.
Uma imagem de disco ao redor de São 206.462 capturado com HiCIAO. A coronógrafo bloqueia a luz direta da estrela central, que aparece como a área, preto circular na imagem. As setas mostram os dois ramos da estrutura espiral em torno da estrela. (Crédito: NAOJ)
A luz de uma estrela central torna difícil detectar objetos mais fracos em torno dele ou para capturar uma imagem detalhada da composição do próprio disco. Uma pesquisa recente com HiCIAO, Subaru telecope do "caçador de planetas", superou alguns desses obstáculos.
Mascarando a luz brilhante da estrela central, o instrumento pode detectar características mais detalhadas do disco da estrela e os objetos que ele contém.
Uma comparação entre o ajuste entre o modelo teórico e os dados de observação. A linha vermelha tracejada representa a forma do disco com base em modelos de teoria de onda de densidade. A imagem mostra que os dados de acordo com as previsões da teoria e suporta uma explicação para o desenvolvimento da estrutura em termos de modelo de esta teoria. (Crédito: NAOJ)
Como parte do projeto Sementes (Exploração Estratégico de exoplanetas e discos com o telescópio Subaru), os pesquisadores do estudo atual usou HiCIAO para realizar observações do disco em torno da jovem estrela SAO 206462 (por vezes referido como HD 135344B).
Esta estrela é de cerca de 460 anos-luz de distância da Terra, na constelação de Lupus ("o lobo") e é cerca de 9 milhões de anos. O raio do disco é de 20 bilhões de quilômetros (12,4 bilhões milhas), cerca de cinco vezes maior do que a distância de Netuno do Sol em nosso Sistema Solar.
| Os pesquisadores capturaram imagens de disco SAO 206462 (Figura 1) que revelam claramente a sua estrutura espiral e indicar algumas características de sua composição. Em seguida, foram capazes de analisar a sua estrutura em espiral, utilizando teoria de onda de densidade para inferir as propriedades do disco. Este processo permite uma interface produtiva entre os dados observacionais e de um modelo teórico. Teoria onda de densidade tem sido aplicada para explicar a estrutura de braço em espiral de galáxias espirais.Propõe-se que um disco rotativo de matéria seria "naturalmente" desenvolver regiões de baixa densidade melhorada, as chamadas "ondas espirais densidade", devido à rotação diferencial. |
A concentração ondulatório do material denso cresce e forma um padrão em espiral. Um processo semelhante pode estar no trabalho em disco SAO 206462 do. Quando a equipe comparou o modelo com os dados observacionais, eles descobriram que era útil para revelar as características do disco. (Figura 2)
Uma representação de como a interacção entre um disco protoplanetário e planeta faz uma onda de densidade e afecta a estrutura do disco. Um planeta do disco pode ser uma explicação para a formação da estrutura em espiral do disco. A base para a simulação é um código de dinâmica de fluidos computacional chamado FARGO que simula o fluxo de gases em movimento. As cores indicam a densidade de superfície do disco; as cores mais escuras indicam as áreas com a menor densidade enquanto a branco mostra aqueles com maior densidade. (Crédito: NAOJ)
A equipe foi capaz de utilizar o modelo para estimar a temperatura do disco com base em processos dinâmicos e prever a evolução das estruturas em espiral. Os dados observacionais obedecer ao modelo.Embora não conseguia identificar especificamente a origem das espirais, é possível que planetas embutidos no disco podem ser os catalisadores para o desenvolvimento da sua forma.
Se um planeta já foi formada em um disco, a sua gravidade pode produzir uma onda de densidade, a qual, em seguida, pode resultar na criação de uma estrutura em espiral no disco protoplanetário. (Figura 3).
Embora a imagem observada não necessariamente mostram a existência de um planeta, a possibilidade de que um planeta do disco faz com que a onda de densidade. Esta é a primeira vez que a teoria de onda de densidade tem sido aplicada para medir as características de um disco protoplanetário.
A pesquisa dá um passo importante na explicação de como um disco em espiral poderia formar e pode marcar o desenvolvimento de outro meio indireto de descobrir planetas.
O trabalho de pesquisa intitulado "descoberta de estruturas de pequena escala em espiral no disco de SAO 206462 (HD 135344B): Implicações para o estado físico do disco de Spiral Wave Theory Densidade" por Muto et al. foi publicado no Astrophysical Journal Letters, abril 2012 (APJ, 748, L22, 2012)
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