어린별과 원시행성의 정확한 위치 파악

한밤중에 짙고 흐릿한 안개 속을 걸으며 멀리서 반짝이는 자동차와 마을의 빛 조각을 본다고 상상해 보십시오. 불빛이 안개 속 깊숙이 있는지 아니면 그 너머에 있는지 구분하는 것은 거의 불가능합니다. 젊은 별을 찾으려는 천문학자들은 비슷한 문제에 직면해 있습니다. 그들이 사냥하는 별의 빛은 분자 구름이라고 불리는 우주의 흐릿한 가스와 먼지로 이루어진 거대한 영역을 통해 희미하게 빛나고 있다는 것입니다.

그러나 이 구름의 심장은 종종 젊은 별 과 행성의 온상이 되며, 천체가 어떻게 형성되는지 알아내기에 완벽한 장소입니다.

이제 BU의 천문학 부서의 과학자 그룹이 저렴한 비용으로 안개를 뚫을 수 있는 방법을 알아냈습니다. 그들은 먼지 구름의 탁함을 측정하고 원시행성 원반으로 알려진 행성 형성 구조의 존재를 감지할 수 있는 새로운 방법을 개발했습니다. 형성. 그들은 그들의 기술을 사용하여 황소자리에 있는 지구에서 450광년 떨어진 분자 먼지 구름의 내부를 보다 완벽하게 관찰했습니다. 그곳에서 2성 시스템은 아직 초기 단계에 있으며 원시 행성 디스크는 여전히 존재하며 여러 개의 새로운 행성을 만드는 과정에 있을 가능성이 있습니다.

 

"우리는 구름의 안개를 통해 이 별들이 무엇을 하는지 보려고 효과적으로 노력하고 있습니다. 그들은 구름을 통해 빛나는 손전등과 같습니다."라고 예술 과학 대학 교수이자 천문학 의장인 Dan Clemens가 말했습니다. 별의 행성 형성 원반을 자세히 살펴보는 데 사용되는 기술을 설명하는 논문의 수석 저자입니다. 이번 연구 결과는 천체물리학 저널( The Astrophysical Journal )에 게재 됐다.

 

과학자들은 별과 행성이 어떻게 형성되는지 정확히 알지 못하지만 가스, 먼지, 중력 및 자기장을 포함한 일부 성분은 알고 있으므로 이와 같은 시스템을 연구하면 과정이 어떻게 전개되는지에 대한 통찰력을 얻을 수 있습니다. 황소자리 구름에서 젊고 질량이 작은 별과 갈색 왜성은 50만 년마다 서로 공전합니다. 갈색 왜성은 더 밝은 별처럼 수소와 헬륨을 융합하지 않기 때문에 실패한 별이라고도 합니다. 갈색 왜성과 젊은 별은 둘 다 그들을 둘러싸고 있는 원시행성 원반을 가지고 있습니다.

 

BU팀은 BU의 천문학과 5학년 대학원생인 Anneliese Rilinger가 호주 에서 가장 큰 전파망원경인 Atacama Large Millimeter Array(ALMA)에서 수집한 전파를 사용하여 항성계를 연구하기 시작했을 때 황소자리 구름의 원반을 처음 조사했습니다 . 세계. Rilinger는 이전 에 CAS의 천문학 부교수이자 새 논문의 공동 저자인 Catherine Espaillat와 함께 별을 둘러싼 원반을 관찰하고 원반 구조의 상세한 모델링을 수행한 연구를 발표했습니다.

 

전파연구

전파를 사용한 그녀의 연구는 Clemens의 관심을 불러일으켰고, Clemens는 Rilinger , Espaillat 및 BU 수석 연구 과학자인 투샤라 필라이를 포함한 나머지 팀과 함께 근적외선 을 사용하여 동일한 시스템에 대한 Rilinger의 관찰을 테스트하기 시작했습니다. 

 

전파보다 파장이 짧고 인간의 눈이 스스로 감지할 수 있는 것보다 훨씬 더 짧습니다. 그들은 대체 도구를 사용하여 디스크 위치를 정확하게 모델링할 수 있고 결과적으로 더 쉽게 액세스할 수 있음을 보여주고 싶었습니다.

 

별이 빛을 방출할 때 편광되지 않습니다(광파가 여러 방향으로 진행됨을 의미). 그러나 빛이 조밀한 분자 구름을 통과할 때 그 빛은 먼지 입자와 자기장 의 특성으로 인해 편광(광파가 한 방향으로 진동함)이 됩니다.클라우드에 내장되어 있습니다. 연구원들은 BU의 Perkins Telescope Observatory에서 근적외선 편광계를 사용하여 구름을 통과하는 빛의 편광을 측정했습니다. 편광을 측정함으로써 연구팀은 별의 서명을 볼 수 있었고, 이는 원반의 방향을 알려줄 수 있었습니다. 그런 다음 문제는 주변 구름의 영향을 빼서 별에서 오는 빛의 정확한 특성을 파악하고 원시 행성 원반의 방향을 밝히는 방법(먼지 구름 내에서 먼지를 찾는 방법)이었습니다.

 

연구팀은 근적외선 편파 데이터가 전파 데이터와 일치함을 확인하여 ALMA와 같은 대규모 도구 없이도 원시행성 원반을 측정할 수 있음을 보여주었다. 그들의 연구는 또한 시스템에 대한 흥미로운 점을 밝혀냈습니다. 디스크는 천문학자들이 흔히 볼 수 없는 이상한 정렬로 서로 평행하고 더 큰 구름의 자기장에 수직으로 위치합니다. 종종 원시행성 원반 은 먼지 구름의 자기장과 평행하게 회전하여 이 시스템을 희귀한 시스템으로 만들고 연구원들에게 원반이 행성을 형성하는 방법에 대한 새로운 통찰력을 얻을 수 있는 기회를 제공합니다.

 

Clemens는 "이전에는 수행되지 않았던 별과 어린 항성 물체의 고유 편광에서 구름 기여를 제거하는 방법에 대한 지식을 개발하는 것은 흥미진진하고 도전적인 일이었습니다."라고 말했습니다. "우리가 수행한 근적외선 편광 측정은 디스크에 대한 고유한 통찰력을 제공할 뿐만 아니라 새로운 별이 형성되는 광학적으로 불투명한 영역을 깊숙이 들여다볼 수 있는 기능을 제공했습니다." 그들의 도구는 다른 깊이 숨겨진 공간 영역에 있는 디스크의 존재와 방향을 테스트하는 데 사용할 수 있습니다.

 

그들은 아직 행성을 형성하는 과정에 있지만, 황소자리 구름에 있는 갈색 왜성과 젊은 별은 이미 행성 또는 다른 갈색 왜성 사이의 경계를 가로지르는 더 낮은 질량의 동반자를 갖고 있는 것으로 보입니다. 그들의 공간에서 행성은 향후 500만 년 동안 형성될 가능성이 높습니다.