ภาพประกอบของศิลปินเกี่ยวกับดิสก์ดาวฤกษ์รอบดาวฤกษ์มวลสูง เครดิตภาพ: NAOJ คลิกเพื่อขยาย
กลุ่มนักดาราศาสตร์ระหว่างประเทศใช้เครื่องถ่ายภาพ Coronagraphic Imager for Adaptive Optics (CIAO) บนกล้องโทรทรรศน์ Subaru ใน Hawai'i เพื่อให้ได้ภาพแสงโพลาไรซ์ใกล้อินฟราเรดที่คมชัดมากของแหล่งกำเนิดของดาวโปรโตขนาดใหญ่ที่รู้จักกันในชื่อ Becklin-Neugebauer วัตถุ (BN) ที่ระยะ 1500 ปีแสงจากดวงอาทิตย์ รูปภาพของกลุ่มนำไปสู่การค้นพบดิสก์รอบดาวฤกษ์ที่เพิ่งสร้างใหม่นี้ การค้นพบนี้อธิบายรายละเอียดในฉบับวันที่ 1 กันยายนของธรรมชาติทำให้เราเข้าใจลึกซึ้งยิ่งขึ้นว่าดาวมวลสูงก่อตัวอย่างไร
กลุ่มวิจัยซึ่งรวมถึงนักดาราศาสตร์จากหอดูดาว Purple Mountain, จีน, หอดูดาวดาราศาสตร์แห่งชาติของญี่ปุ่นและมหาวิทยาลัย Hertfordshire, สหราชอาณาจักรได้สำรวจพื้นที่ใกล้กับวัตถุ Becklin-Neugebauer และวิเคราะห์ว่าแสงจากรังสีอินฟราเรดได้รับผลกระทบอย่างไรจากฝุ่น เมื่อต้องการทำเช่นนี้พวกเขาถ่ายภาพแสงโพลาไรซ์ของวัตถุที่ความยาวคลื่น 1.6 ไมโครเมตร (วง H ของแสงอินฟราเรด) รูปภาพของความสว่างของวัตถุเพียงแสดงการกระจายแสงแบบวงกลม อย่างไรก็ตามภาพโพลาไรซ์ของแสงแสดงรูปทรงผีเสื้อที่แสดงรายละเอียดที่ไม่สามารถตรวจจับได้โดยดูจากการกระจายความสว่างเพียงอย่างเดียว เพื่อให้เข้าใจสภาพแวดล้อมรอบดาวฤกษ์และรูปร่างของผีเสื้อที่มีความหมายนักดาราศาสตร์ได้สร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์สำหรับการเปรียบเทียบพร้อมกับแผนผังของการก่อตัวดาว แบบจำลองเหล่านี้แสดงให้เห็นว่ารูปทรงผีเสื้อเป็นลายเซ็นของดิสก์และมีโครงสร้างการไหลออกใกล้ดาวฤกษ์เกิดใหม่
การค้นพบนี้เป็นหลักฐานที่เป็นรูปธรรมมากที่สุดสำหรับดิสก์รอบดาวฤกษ์อายุน้อยขนาดใหญ่และแสดงว่าดาวมวลสูงเช่นวัตถุ BN (ซึ่งมีมวลประมาณเจ็ดเท่ามวลดวงอาทิตย์) ก่อตัวในลักษณะเดียวกับดาวมวลต่ำเช่นดวงอาทิตย์
มีทฤษฎีหลักสองทฤษฎีที่อธิบายการก่อตัวของดาวมวลสูง รัฐแรกที่ดาวมวลสูงเป็นผลมาจากการรวมตัวของดาวมวลต่ำหลายดวง ข้อที่สองบอกว่าพวกมันก่อตัวขึ้นจากการยุบตัวของแรงโน้มถ่วงและการเพิ่มมวลสารภายในดิสก์ที่ล้อมรอบ ดาวมวลต่ำเช่นดวงอาทิตย์น่าจะก่อตัวขึ้นด้วยวิธีที่สอง ทฤษฎีการยุบตัวเพิ่มสมมติว่าระบบมีดาวฤกษ์ที่เกี่ยวข้องกับการรั่วไหลแบบสองขั้ว, ดิสก์ดาวฤกษ์และซองจดหมายในขณะที่ทฤษฎีการควบรวมไม่มี การมีอยู่หรือไม่มีโครงสร้างดังกล่าวสามารถแยกความแตกต่างระหว่างสถานการณ์การก่อตัวสอง
จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้มีหลักฐานเชิงสังเกตการณ์โดยตรงเพียงเล็กน้อยที่สนับสนุนทฤษฎีของการก่อตัวดาวฤกษ์ขนาดใหญ่ นี่เป็นเพราะไม่เหมือนดาวมวลต่ำกว่าการก่อตัวดาวฤกษ์มวลมหาศาลนั้นหายากมากและอยู่ห่างจากเราจนยากที่จะสังเกต กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่และเลนส์ที่ปรับได้ซึ่งปรับปรุงความคมชัดของภาพอย่างมากทำให้ตอนนี้สามารถสังเกตวัตถุเหล่านี้ได้อย่างคมชัดอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน โพลาไรซ์อินฟราเรดความละเอียดสูงเป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการตรวจสอบสภาพแวดล้อมที่ซ่อนอยู่ภายใต้แสงดาวสว่างของดาวมวลสูง
โพลาไรเซชัน - ทิศทางที่คลื่นแสงสั่นขณะที่พวกมันไหลออกจากวัตถุ - เป็นลักษณะสำคัญของการแผ่รังสี แสงจากดวงอาทิตย์ไม่มีทิศทางที่ต้องการในการแกว่ง แต่อาจกลายเป็นขั้วเมื่อบรรยากาศของโลกกระจัดกระจายหรือสะท้อนออกจากพื้นผิวของน้ำ การกระทำที่คล้ายกันนี้เกิดขึ้นในเมฆรอบดาวฤกษ์รอบดาวฤกษ์เกิดใหม่ ดาวฤกษ์สว่างขึ้นรอบ ๆ ตัวมัน - จานรอบดวงดาวซองจดหมายและกำแพงโพรงที่เกิดจากลำธารไหลออก แสงสามารถเดินทางได้อย่างอิสระภายในโพรงแล้วสะท้อนออกมาจากผนัง แสงสะท้อนนี้กลายเป็นโพลาไรซ์สูง ในทางตรงกันข้ามดิสก์และซองจดหมายนั้นค่อนข้างทึบแสง สิ่งนี้จะช่วยลดแสงโพลาไรซ์ที่มาจากภูมิภาคเหล่านั้น
ความสำเร็จของกลุ่มในการตรวจจับหลักฐานสำหรับดิสก์และการไหลออกรอบ ๆ วัตถุ BN ผ่านโพลาไรซ์อินฟราเรดความละเอียดสูงแสดงให้เห็นว่าเทคนิคเดียวกันนี้สามารถนำไปใช้กับดาวฤกษ์ก่อตัวอื่น ๆ ได้ สิ่งนี้จะช่วยให้นักดาราศาสตร์ได้คำอธิบายที่ครอบคลุมเกี่ยวกับการก่อตัวของดาวมวลสูงมากกว่ามวลดวงอาทิตย์ถึงสิบเท่า
แหล่งต้นฉบับ: NAOJ News Release
