Europski južni opservatorij (ESO) objavio je zadivljujuću zbirku slika diskovnih krugova koji okružuju mlade zvijezde. Slike su snimljene instrumentom SPHERE (Spektro-Polarimetrijsko pretraživanje s visokim kontrastom egzoplaneta) na ESO-ovom vrlo velikom teleskopu (VLT) u Čileu. Dugo smo gledali slike diskovnih krugova, ali ova zbirka otkriva fascinantnu raznolikost oblika veličina ovih diskova.
Imamo široko prihvaćen model formiranja zvijezda potkrijepljen s mnoštvom dokaza, uključujući slike poput ovih iz ESO-a. Model započinje oblakom plina i prašine koji se naziva džinovski molekularni oblak. Unutar tog oblaka, džep plina i prašine počinje se sakupljati. Na kraju, kako gravitacija prouzrokuje pad materijala prema unutra, džep postaje masivniji i pokazuje još jače gravitacijsko povlačenje. I dalje se uvlači više plina i prašine.
Materijal koji padne daje džepni zamah džepu, što uzrokuje rotaciju. Jednom kada se sakupi dovoljno materijala, fuzija se zapali i nastaje zvijezda. U tom se trenutku unutar oblaka nalazi proto-zvijezda, pri čemu neiskorišteni plin i prašina ostaju u rotirajućem prstenu oko proto-zvijezde. Ostavljeni okretni prsten naziva se disk okoložaka, iz koga se na kraju formiraju planete.
Postoje i druge slike diskovnih krugova, ali ih je bilo teško snimiti. Za prikaz bilo koje količine detalja na diskovima je potrebno blokiranje svjetlosti zvijezde u središtu diska. Tu dolazi SPHERE
SPHERE je dodan u ESO-ov vrlo veliki teleskop 2014. godine. Primarni mu je posao izravno slikati egzoplanete, ali također ima mogućnost snimanja slika okolozidnih diskova. Da bi to postigao, razdvaja dvije vrste svjetlosti: polariziranu i nepolariziranu.
Svjetlost koja dolazi izravno od neke zvijezde - na tim je slikama mlada zvijezda još uvijek okružena diskom u obliku okoline - nije polarizirana. Ali jednom kad se zvijezda rasprši po materijalu na samom disku, svjetlost postaje polarizirana. SPHERE, kao što mu ime govori, može razdvojiti dvije vrste svjetla i izolirati samo svjetlo s diska. Tako instrument bilježi tako fascinantne slike diskova.
Otkako je postalo jasno da egzoplaneti nisu rijetkost i da većina zvijezda - možda i sve zvijezde - imaju planete u orbiti, a razumijevanje formiranja sunčevog sustava postalo je vruća tema. Problem je bio što ne možemo stvarno vidjeti kako se to događa u stvarnom vremenu. Možemo razmotriti vlastiti Sunčev sustav i druge potpuno formirane i nagađati o tome kako su se formirali. Ali formacija planeta skrivena je unutar tih cirkularnih dissa. Pogled na te diskove je presudan za razumijevanje veze između svojstava samog diska i planeta koji se tvore u sustavu.
Diskovi snimljeni u ovoj kolekciji uglavnom su iz studije nazvane DARTTS-S (Discs ARound T Tauri Stars sa SPHERE) anketom. T Tauri zvijezde su mlade zvijezde mlađe od 10 milijuna godina. U tom dobu planete su još uvijek u procesu formiranja. Zvijezde se udaljene od Zemlje od 230 do 550 svjetlosnih godina. U astronomskom pogledu, to je prilično blizu. Ali zasljepljujuća svijetla svjetlost zvijezda i dalje otežava hvatanje slabe svjetlosti diskova.
Jedna od slika nije zvijezda T Tauri i nije iz DARTTS-S studije. Disk oko zvijezde GSC 07396-00759, na gornjoj slici, zapravo je iz ankete SHINE (SpHere infracrveno snimanje za egzoplanete), iako su same slike snimljene sa SPHERE. GSC 07396-00759 je crvena zvijezda koja je dio sustava više zvijezda koji je bio dio DARTTS-S studije. Zbunjujuće je što je crvena zvijezda iste dobi kao i T TAURI zvijezda u istom sustavu, ali prsten oko crvene zvijezde je mnogo više razvijen. Zašto se dva diska oko dvije zvijezde iste dobi toliko razlikuju jedan od drugog u smislu vremenske razmjere i evolucije, zagonetka je i jedan je od razloga zašto astronomi žele mnogo detaljnije proučiti ove diskove.
Možemo proučavati vlastiti Sunčev sustav i pregledati položaje i karakteristike planeta, asteroidnog pojasa i Kuiperovog pojasa. Iz toga možemo pokušati pogoditi kako se sve to stvorilo, ali naša jedina šansa da shvatimo kako se sve to skupilo je promatranje drugih mlađih solarnih sustava u obliku.
Instrument SPHERE i drugi budući instrumenti poput svemirskog teleskopa James Webb omogućit će nam da gledamo u oblutne diskove oko drugih zvijezda i da izmamimo detalje planetarne formacije. Ove nove SPHERE slike su mučan na detalje i raznolikost koje možemo očekivati.
