11 juli 2020

Lichtecho’s gebruikt om de omvang van binnenzijde protoplanetaire schijf te meten

Impressie van een ster omgeven door een protoplanetaire schijf. Credit: NASA/JPL-Caltech.

Sterrenkundigen van de Universiteit van Arizona hebben voor het eerst lichtecho’s gebruikt om te meten hoe groot de binnenzijde is van een grote protoplanetaire wolk van gas en stof rondom een ster. Het gaat om de ster YLW 16B, een zogeheten T-Tauri ster die nog maar één miljoen jaar oud eh… jong is en die 400 lichtjaar van de aarde staat. Die ster is met de infrarood-ruimtetelescoop Spitzer van de NASA en op aarde met vier telescopen bestudeerd en daarbij keek men naar de zogeheten “photo-reverberations” van de ster, ook wel de  lichtecho’s genoemd. Een ster straalt naar alle kanten licht uit, maar als zo’n ster omgeven is door een dichte schijf van gas en stof zal een deel van dat licht weerkaatsen door de binnenzijde van die schijf en dan de andere kant opgaan, met een vertraging van ongeveer een minuut (afhankelijk van de afstand) ten opzichte van licht dat rechtstreeks die kant op ging. Hieronder wordt dat idee van die lichtecho geschetst.

Zo ontstaat een lichtecho door een protoplanetaire schijf. Credit: NASA/JPL-Caltech.

Gedurende twee nachten werd YLW 16B waargenomen door een batterij instrumenten en de uitkomst was dat men in staat was de vertraging te meten van licht dat rechtstreeks naar de aarde werd gezonden en licht dat ons via een echo bereikt, een vertraging die 74,5 ± 3,2 seconden bedroeg. Hieruit bleek dat de binnenzijde van de protoplanetaire schijf rondom YLW 16B 0,084 astronomische eenheid van de ster verwijderd is, dat is zo’n 12 miljoen km, 8% van de afstand aarde-zon, een kwart van de afstand Mercurius-zon. De dikte van de schijf kon men niet direct meten, maar de sterrenkundigen hebben wel de indruk dat die schijf relatief dik moet zijn. Dát de protoplanetaire schijven – waar uiteindelijk planeetstelsels zoals het zonnestelsel in kunnen ontstaan – zo’n gat in het midden hebben is al langer bekend en de oorzaak is ook bekend: de sterke straling van de ster ioniseert het gas rondom en het stof wordt door de hitte van de ster verdampt. Hier het vakartikel over de studie aan YLW 16B. Bron: Universiteit van Arizona.

Comments

  1. Obelix Obelix zegt

    Bij een gat van ca. 0,084 AE, doet licht er ca. 41,9s over om de overkant te bereiken.
    De andere [ 74,5 – 41,9 = ] 32,6 s maakt de sinus 0,777 .
    We zien de accretieschijf van de protoplaneten kennelijk onder een hoek van 51°.

    Groet, Paul

    • Als je de diameter van de ster niet meeneemt wel ja….

      Het directe licht van de ster komt van diens “voorkant” en de echo is in eerste instantie door de ster uitgezonden vanaf diens “achterkant”. Het directe licht heeft dus een extra voorsprong. De diameter van de ster zal dus eruit gehaald moeten worden als de een waarneemhoek uit gaat rekenen.

      Straal ster = 2,4 x Straal zon
      Straal zon = 695.700 km
      Straal ster = 2,4 x 695.700 km = 1.669.680 km
      Diameter ster = 3.339.360 km
      Diameter ster = 11,1312 lichtseconden

      Uit de paper; “Analysis of molecular spectral features suggests that
      YLW 16B is close to edge-on”. Close to edge-on lijkt mij niet een hoek van 51 graden.

      Als je die diameter van de ster, 11,1312 lichtseconden, eruit peutert, waar kom je dan op?

      Ps, het is temeer tricky omdat het genoemde gat van 0,084 AE vermoedelijk de afstand kern ster tot binnenrand ring is (althans, in alle berekeningen en data is de kern van de ster (of sterrenstelsel) uitgangspositie.

      • Obelix Obelix zegt

        Klopt !

        Ik las 74,5 s vertraging en 0,084 AE (ca. 8% van onze Zon-Aarde afstand).

        [ Maar bij ons doet Zonlicht er ca 8. minuten over om ons te bereiken.
        8% daarvan is nog geen 60 seconde, laat staan 75 s.]
        Omdat ik dat niet direct snapte, ben ik gaan rekenen (en tekenen) . 😉

        Of het ‘directe’ licht van de voorzijde komt, betwijfel ik :
        Om ‘Time Delay’ te vinden moet je onregelmatige storingen hebben, zoals bv. zonnevlammen, excuses sterrevlammen. 😉
        Die onregelmatigheden moeten dan wel weer zo ‘object_mondiaal’ zijn, dat direct en indirect licht er effecten van onder vinden. Vlammen op juist de zichtbare (Noord?-)pool zijn dan waarschijnlijker, denk ik. 😕

        Groet, Paul

        • Uit de paper haalde ik dat het en type ster is die op onregelmatige tijden ineens helderder of juist minder helder kan worden. Ze pikken zo’n overgangsmoment en kijken dan naar de vertraging in deze overgang tussen direct en echo-licht.

          https://nl.wikipedia.org/wiki/T_Tauri-ster
          “T Tauri-sterren zijn een type onregelmatig veranderlijke sterren, die zich in een zeer jong stadium van hun evolutie bevinden, namelijk nog vóór de waterstoffusie in het binnenste van de ster goed op gang gekomen is, maar volgend op het stadium van de protoster.”

          Wist ik ook niet….ik dook er even in omdat ik “bijna edge-on” had gelezen in de paper en je 51graden zag

Laat een reactie achter op Obelix Reactie annuleren

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.

%d bloggers liken dit: