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Identification des étoiles jeunes et de leurs disques protoplanétaires

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Identification des étoiles jeunes et de leurs disques protoplanétaires

Imaginez que vous marchez dans une brume épaisse et brumeuse au milieu de la nuit, voyant des taches de lumière provenant de voitures et de villes scintillant au loin. Il est presque impossible de dire si les lumières sont enfoncées dans le brouillard ou derrière celui-ci. Les astronomes qui tentent de trouver de jeunes étoiles sont confrontés à un problème similaire : la lumière des étoiles qu’ils captent traverse de vastes régions de gaz et de poussière brumeux dans l’espace, appelées nuages ​​​​moléculaires.


Mais le cœur de ces nuages ​​leur est souvent un terreau fertile jeunes vedettes Et les planètes, les endroits parfaits pour essayer de comprendre comment se forment les corps célestes – en supposant que les astronomes puissent voir ce qui se passe dans l’obscurité.

Maintenant, un groupe de scientifiques du département d’astronomie de l’Université de Boston a trouvé un moyen peu coûteux de pénétrer dans la brume. Ils ont développé une nouvelle méthode qui mesure le flou d’un nuage de poussière et leur permet de détecter la présence des structures constitutives des planètes, appelées disques protoplanétaires – des disques de gaz et de poussière qui entourent les jeunes étoiles et alimentent les planètes en matière. façonner. Ils ont utilisé leur technologie pour obtenir un aperçu plus complet de l’intérieur d’un nuage de poussière moléculaire situé à 450 années-lumière de la Terre, dans la constellation du Taureau. Là-bas, le système à deux étoiles en est encore à ses balbutiements, les disques protoplanétaires sont toujours là et probablement en train de créer plusieurs nouvelles planètes.

« Nous essayons activement de regarder dans la brume des nuages ​​pour voir ce que font ces étoiles, elles sont comme des lampes de poche qui brillent à travers le nuage », explique Dan Clemens, professeur au Collège des arts et des sciences et titulaire de la chaire d’astronomie, et responsable auteur d’un article de recherche décrivant les techniques utilisées pour examiner de plus près les disques stellaires, les planètes constitutives. Les résultats ont été publiés dans Journal astrophysique.

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Les scientifiques ne savent pas exactement comment les étoiles et les planètes se forment – bien qu’ils connaissent certains composants, notamment le gaz, la poussière, la gravité et les champs magnétiques – donc l’étude de systèmes comme ceux-ci peut donner un aperçu de la façon dont le processus peut évoluer. Dans le nuage du Taureau, une petite étoile et une naine brune tournent l’une autour de l’autre tous les un demi-million d’années – une naine brune est parfois appelée une étoile défaillante, car elle ne fusionne pas autant l’hydrogène et l’hélium que les étoiles plus brillantes. La naine brune et la jeune étoile sont entourées de disques protoplanétaires.

L’équipe de l’Université de Boston a examiné pour la première fois des disques dans le nuage Taurus lorsque Annelies Rellinger, une étudiante diplômée de cinquième année au département d’astronomie de l’Université de Boston, a commencé à étudier le système stellaire à l’aide de les ondes radio Collecté par l’Atacama Large Millimeter Array (ALMA), le plus grand radiotélescope au monde. Était Rilinger Étude publiée précédemment Avec Catherine Espilat, professeur agrégé d’astronomie au CAS et co-auteur du nouvel article, ils ont examiné les disques entourant les étoiles et ont modélisé en détail les structures des disques.

Son travail utilisant les ondes radio a intrigué Clemens, qui a ensuite entrepris avec le reste de leur équipe, y compris Rilinger, Espaillat et le chercheur principal de l’Université de Boston, Theohara Pillai, de tester les observations de Rillinger sur le même système en utilisant à peu près-lumière infrarougeUne longueur d’onde plus courte que les ondes radio, au-delà de ce que l’œil humain peut détecter par lui-même. Ils voulaient montrer qu’il est possible de concevoir avec précision des emplacements de disque à l’aide d’outils alternatifs – et par conséquent, ils sont plus accessibles.

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Lorsque les étoiles émettent de la lumière, elles ne sont pas polarisées (ce qui signifie que les ondes lumineuses vont dans plusieurs directions). Mais lorsque la lumière traverse le nuage moléculaire dense, cette lumière devient polarisée – les ondes lumineuses oscillent dans une direction – en raison des propriétés des grains de poussière et champ magnétique Intégré dans le cloud. Les chercheurs ont utilisé un polarimètre proche infrarouge à l’Observatoire du télescope Perkins de l’Université de Boston pour mesurer la polarisation de la lumière traversant le nuage. La mesure de la polarisation a permis à l’équipe de recherche de voir les signatures des étoiles, ce qui peut leur indiquer l’orientation des disques. Le défi était alors de savoir comment soustraire les effets du nuage environnant pour découvrir la nature exacte de la lumière provenant des étoiles et révéler la direction des disques protoplanétaires – à la recherche de poussière dans le nuage de poussière.

L’équipe a confirmé que les données de polarisation dans le proche infrarouge correspondaient aux données des ondes radio, montrant qu’il est possible de mesurer des disques protoplanétaires sans instruments à grande échelle tels qu’ALMA. Leur travail a également révélé quelque chose d’intéressant sur le système : les disques sont dans des alignements étranges que les astronomes ne voient pas souvent – parallèles les uns aux autres et perpendiculaires au champ magnétique du plus grand nuage. souvent, disques protoplanétaires Ils tournent parallèlement au champ magnétique du nuage de poussière, ce qui rend ce système rare et donne aux chercheurs l’opportunité d’acquérir de nouvelles connaissances sur la façon dont les disques forment les planètes.

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« Cela a été passionnant et un tel défi de développer des connaissances sur la façon de supprimer les contributions des nuages ​​à la polarisation intrinsèque des jeunes étoiles et des objets stellaires, ce qui n’a jamais été fait auparavant », déclare Clemens. « Notre polarimétrie dans le proche infrarouge a fourni sa vision unique des disques, ainsi que la capacité d’approfondir ces régions optiquement opaques où de nouvelles étoiles se forment. » Leurs instruments peuvent être utilisés pour tester la présence et l’orientation de disques dans d’autres régions profondément cachées de l’espace.

Bien qu’elles soient encore en train de former des planètes, la naine brune et la jeune étoile dans le nuage du Taureau semblent en effet avoir des compagnons de masse inférieure qui chevauchent la frontière entre être une planète ou éventuellement une autre naine brune. Des planètes se formeront probablement dans cet espace au cours des cinq prochains millions d’années.


Les disques planétaires évoluent de manière étonnamment similaire


Plus d’information:
Dan Clemens et al., Polarisation du rayonnement proche infrarouge des disques non dissous autour des naines brunes et des petits objets stellaires, Journal astrophysique (2022). DOI : 10.3847 / 1538-4357 / ac415c

Introduction de
Université de Boston

la citation: Seeing Through Fog: Identifying Young Stars and Their Protoplanetary Disks (2022, 16 mai) Extrait le 16 mai 2022 de https://phys.org/news/2022-05-fog-young-stars-protoplanetary-disks.html

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SpaceX et la NASA ont décollé pour lancer la mission d'astronaute Crew-8 vers la Station spatiale internationale le 1er mars.

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SpaceX et la NASA devraient lancer officiellement la prochaine mission d'astronautes vers la Station spatiale internationale (ISS) cette semaine, avec leur équipage de quatre personnes arrivant sur le site de lancement en Floride dimanche 25 février.

La prochaine mission de SpaceX, baptisée Crew-8, lancera quatre astronautes en orbite à bord d'une capsule Dragon Endeavour et d'une fusée Falcon 9 depuis le Pad 39A du Kennedy Space Center de la NASA à Cap Canaveral. Le décollage devrait avoir lieu le 1er mars à 00 h 04 HAE (05 h 04 GMT).

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Pourquoi avons-nous plus que jamais besoin de l’astronomie ?

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Pourquoi avons-nous plus que jamais besoin de l’astronomie ?

On me demande souvent pourquoi je suis passionné par l’astronomie. Sans aucun doute, la réponse courte réside dans les efforts très réussis de la NASA pour faire atterrir des Américains sur la Lune. Mais il y avait aussi autre chose. J'ai grandi dans une petite ville où tout ce que j'avais à faire après le lancement d'une fusée depuis Cap Kennedy était de sortir dans mon jardin pour une vue imprenable sur la lune, Vénus et les étoiles les plus brillantes du ciel de début de soirée.

Cette année, j'ai passé la majeure partie de l'hiver nord-américain sous l'équateur, au Chili et en Argentine ; D'abord lors d'une conférence d'astronomie au Chili, puis lors d'une visite des radiotélescopes au sud de Buenos Aires.

J'ai aussi eu le temps de profiter d'un été sud-américain qui m'a beaucoup fait réfléchir sur le fait que nous vivons sur une planète qui précession (ou change son axe de rotation) lorsqu'elle tourne autour de son étoile d'une manière qui a permis à notre planète d'avoir un climat stable et prévisible sur de longues périodes. Un fait sans doute essentiel à la vie telle que nous la connaissons ici. En conséquence, j’ai réfléchi au rôle que jouent finalement les sciences planétaires et l’astronomie dans notre vie quotidienne.

Les personnes qui vivent dans des régions offrant de superbes vues sur le ciel, comme les déserts du sud-ouest américain, Hawaï, l’Afrique du Sud, l’Australie, le Chili et l’Argentine, sont-elles intrinsèquement plus intéressées par l’astronomie ?

Le désert d'Atacama, au nord du Chili, est un véritable paradis pour l'astronomie, comme très peu de sites terrestres peuvent l'être. Il bénéficie d’un ciel exceptionnellement clair et d’une pollution lumineuse relativement faible. Le Chili et l’Argentine ont également une fenêtre sur l’ensemble de notre Voie lactée, ce qui n’est pas possible depuis l’hémisphère Nord.

Un ciel clair suscite également l’intérêt pour l’astronomie

Estela Pérez, professeur de biochimie et de chimie à l'Université nationale Andres Bello de Santiago, affirme que sa passion pour l'astronomie a été suscitée dans son enfance par le ciel nocturne clair au-dessus des nombreux grands lacs du sud du Chili.

Partout au Chili, même à Santiago, nous sortons de notre maison ou de notre appartement et voyons les étoiles et utilisons des applications téléphoniques pour identifier les étoiles que nous ne connaissons pas, explique Pérez, qui est désormais actif localement dans la sensibilisation du public à l'astronomie. Cependant, malgré le ciel clair local, elle affirme que les astronomes professionnels chiliens ont encore besoin de plus de temps pour utiliser les télescopes internationaux qui fonctionnent dans tout le nord du pays.

Posez les grandes questions

Un dimanche après-midi récent, dans le parc du bicentenaire de Santiago, alors que les gens jouaient au paddle-ball et faisaient courir leurs chiens pour récupérer des balles sans fin, je me suis assis et j'ai regardé notre étoile la plus proche disparaître derrière le mont Manquihue, à proximité. J’ai commencé à m’interroger sur la situation dans son ensemble.

Une fois de plus, j’ai été touché de réaliser qu’il est difficile de comprendre nos courtes vies dans un univers qui existe sur de vastes étendues d’espace et de temps. L’univers reste largement incompréhensible, même pour nos meilleurs physiciens théoriciens.

Ces problèmes astrologiques sont ceux auxquels chacun d’entre nous est confronté quotidiennement. Mais aucune religion ou philosophie ne peut répondre pleinement au mystère de notre existence, encore moins à notre place dans l’univers.

Mais l’astronomie est mondiale.

Même la personne la moins instruite en astronomie lève les yeux vers le ciel nocturne et se rend compte qu’il y a quelque chose au-delà d’elle-même et de cette Terre. Les bousiers, les phoques communs et même les albatros connaissent tous la sphère céleste d'une manière qui reste fascinante et mystifiante.

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Les scientifiques lancent un appel à l'aide pour obtenir des images d'une comète sans queue

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Les scientifiques lancent un appel à l'aide pour obtenir des images d'une comète sans queue

Les astronomes amateurs ont été invités à aider les chercheurs spatiaux en essayant d'attraper une comète avec une queue manquante devant la caméra.

La comète, connue sous le nom de C/2021 S3 PanSTARRS, est située à peu près à la même distance de la Terre que le Soleil et les chercheurs de l'Université de Reading souhaitent obtenir des images de passionnés de l'espace pour faciliter les recherches météorologiques.

Les chercheurs tentent de développer des moyens d’améliorer et de poursuivre l’analyse de la météorologie spatiale.

Une image d'une comète montre ce qui pourrait arriver à la queue de PanSTARRS. Cette personne sur la photo s'appelle Leonard (Université de Reading/Pennsylvanie)

Ces prévisions sont cruciales pour prévenir les dommages causés par les vents solaires, des flux de particules contenant des tempêtes solaires qui peuvent endommager la technologie dans l'espace et sur Terre.

Sarah Watson, chercheuse doctorante à l'Université de Reading, qui a fait appel aux astronomes amateurs, a déclaré : « Ce que nous nous attendons à voir peut sembler quelque peu inhabituel. Lorsque nous parlons de comètes, les gens pensent souvent à une grosse boule brillante suivie d'une queue longue et fine.

« La comète que nous observons pourrait avoir un aspect différent, car sa queue pourrait se briser lorsqu'elle est frappée par le vent solaire. »

Elle a poursuivi : « Nous avons besoin de nombreuses images chronométrées de la comète pour avoir une idée de son voyage à travers notre système solaire.

« C'est une opportunité fantastique pour les astronomes amateurs de sortir leurs télescopes et de capturer un moment cosmique vraiment étonnant et d'apporter une contribution majeure à une science importante. »

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Les images de la comète permettront à l'équipe de recherche d'enregistrer des données sur les conditions locales du vent solaire des éjectas spatiaux.

Si la queue se sépare de la comète ou semble se balancer, l’équipe peut déterminer qu’il y a une augmentation de l’activité du vent solaire à proximité.

La comète est visible dans notre ciel depuis le 14 février et le restera jusqu'à fin mars. La meilleure chance d’attraper la comète sera probablement jusqu’à lundi.

Ce n’est pas visible à l’œil nu.

Les astronomes auront besoin d'un petit télescope qu'ils pourront fixer à un appareil photo ou à un appareil photo doté d'un grand objectif pour photographier la comète, les meilleurs étant envoyés à la British Astronomical Society pour être archivés.

Si vous souhaitez simplement jeter un coup d’œil rapide au C/2021 S3 PanSTARRS, il sera plus facile à repérer dans les semaines à venir car il apparaît plus loin du Soleil et reste plus longtemps au-dessus de l’horizon dans le ciel nocturne.

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