quarta-feira, 27 de abril de 2016

ecos de luz dão pistas para disco protoplanetário jovem estrela

Imagine que você quer medir o tamanho de um quarto, mas é completamente escuro. Se você gritar, você pode dizer se o espaço que você está é relativamente grande ou pequeno, dependendo de quanto tempo leva para ouvir o eco depois ele salta para fora da parede.

Astrônomos usam esse princípio para estudar objetos tão distantes que não pode ser visto como mais do que pontos. Em particular, os pesquisadores estão interessados ​​em calcular o quão longe estrelas jovens são da margem interna de seus discos protoplanetários circundantes. Estes discos de gás e poeira são os locais onde os planetas se formam ao longo de milhões de anos.

"Discos protoplanetários compreensão pode nos ajudar a entender alguns dos mistérios sobre exoplanetas, os planetas em sistemas solares fora de nossa própria", disse Huan Meng, associado de pesquisa de pós-doutorado na Universidade do Arizona, Tucson."Queremos saber como os planetas se formam e por isso que encontramos grandes planetas chamados" Júpiteres quentes "perto das suas estrelas."

Meng é o primeiro autor em um novo estudo publicado no Astrophysical Journal usando dados do telescópio espacial Spitzer da NASA e quatro telescópios terrestres para determinar a distância de uma estrela até a borda interna do seu disco protoplanetário circundante.

Fazer a medição não era tão simples como a colocação de uma régua em cima de uma fotografia. Fazê-lo seria tão impossível quanto usando uma foto de satélite da tela do computador para medir a largura do ponto no final desta frase.

Em vez disso, os pesquisadores usaram um método chamado "photo-reverberação", também conhecido como "ecos de luz." Quando a estrela central ilumina, parte da luz atinge o disco circundante, causando um atraso "echo". Os cientistas mediram o tempo que levou para luz que vem diretamente da estrela para chegar à Terra, em seguida, esperou por seu eco para chegar.

Graças a teoria especial de Albert Einstein da relatividade, sabemos que a luz viaja a uma velocidade constante. Para determinar uma determinada distância, os astrônomos podem multiplicar a velocidade da luz pelo tempo que a luz leva para ir de um ponto a outro.

Para aproveitar esta fórmula, os cientistas precisavam encontrar uma estrela com emissão variável - ou seja, uma estrela que emite radiação de forma imprevisível, desigual. Nosso próprio Sol tem uma emissão bastante estável, mas uma estrela variável teria, alterações detectáveis ​​únicas na radiação que poderiam ser usados ​​para pegar correspondentes ecos de luz. As estrelas jovens, que têm de emissão variável, são os melhores candidatos.

A estrela utilizado neste estudo é chamado YLW 16B e está situada a 400 anos-luz da Terra.YLW 16B tem aproximadamente a mesma massa que o nosso Sol, mas em um milhão de anos de idade, é apenas um bebê em comparação com nossa 4,6 bilhões de anos de idade, estrela casa.
Os astrônomos combinou dados do Spitzer com observações de telescópios terrestres: o telescópio Mayall no Observatório Nacional Kitt Peak no Arizona; a subir e SMARTS telescópios no Chile; eo telescópio Harold L. Johnson no México. Durante duas noites de observação, os pesquisadores viram tempo consistente fica entre as emissões estelares e seus ecos no disco circundante. Os observatórios terrestres detectaram a luz infravermelha de curto comprimento de onda emitido diretamente da estrela, e Spitzer observou a luz infravermelha de longo comprimento de onda de eco do disco. Por causa de nuvens interestelares grossas que bloqueiam a vista da Terra, os astrônomos não poderia usar luz visível para monitorar a estrela.

Os pesquisadores então calculado o quão longe esta luz deve ter viajado durante esse intervalo de tempo: cerca de 0,08 unidade astronômica, que é de cerca de 8 por cento da distância entre a Terra e seu Sol, ou um quarto do diâmetro da órbita de Mercúrio. Este foi um pouco menor do que as estimativas anteriores com técnicas indiretas, mas consistente com as expectativas teóricas.

Embora este método não medir directamente a altura do disco, os investigadores foram capazes de determinar que a aresta interior é relativamente espessa.

Anteriormente, os astrônomos tinham usado a técnica de eco de luz para medir o tamanho dos discos de acreção de material em torno de buracos negros supermassivos. Uma vez que nenhuma luz escapa a partir de um buraco negro, investigadores comparar luz a partir do bordo interior do disco de acreção de luz a partir da aresta exterior para determinar o tamanho do disco. Esta técnica é também usada para medir a distância a outras características perto do disco de acreção, tais como poeira e o gás em movimento rápido envolvente.

Enquanto ecos de luz de buracos negros supermassivos representam atrasos de dias a semanas, os cientistas mediram o eco de luz a partir do disco protoplanetário neste estudo para ser uma mera 74 segundos.

O estudo de Spitzer marca a primeira vez que o método de eco de luz foi usada no contexto de discos protoplanetária.

"Esta nova abordagem pode ser usada para outros jovens estrelas com planetas em processo de formação em um disco ao seu redor", disse Peter Plavchan, co-autor do estudo e professor assistente na Universidade Estadual de Missouri em Springfield.

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