Większość gwiazd powstaje w grupach, zwanych gromadami lub asocjacjami, które zawierają bardzo masywne gwiazdy wysyłające duże ilości promieniowania o wysokiej energii. Może ono rozbić stosunkowo delikatne dyski pyłu i gazu, które w trakcie łączenia się, formują nowe planety. Zespół astronomów wykorzystał należące do NASA Obserwatorium Rentgenowskie Chandra w połączeniu z danymi w zakresie ultrafioletu, światła optycznego i podczerwieni, aby pokazać, gdzie mogą znajdować się najbardziej zdradliwe miejsca w gromadzie gwiazd, gdzie szanse na powstanie planet są zmniejszone.
Celem obserwacji była Cygnus OB2, która jest najbliższą naszemu Słońcu dużą gromadą gwiazd — w odległości około 4600 lat świetlnych. Gromada zawiera setki masywnych gwiazd, a także tysiące gwiazd o mniejszej masie. Zespół wykorzystał długie obserwacje Chandry, wskazując na różne obszary Cygnus OB2, a uzyskany zestaw zdjęć połączono w jeden duży obraz.
Głębokie obserwacje Chandry pozwoliły na sporządzenie mapy rozproszonego promieniowania rentgenowskiego pomiędzy gwiazdami, a także dostarczyły listę młodych gwiazd w gromadzie. Inwentaryzacja ta została połączona z innymi, wykorzystującymi dane optyczne i podczerwone, aby stworzyć najlepszy spis młodych gwiazd w gromadzie.
Na tym nowym złożonym obrazie dane Chandry (fioletowe) pokazują rozproszoną emisję promieniowania rentgenowskiego i młode gwiazdy w Cygnus OB2, a dane podczerwone z obecnie wycofanego Kosmicznego Teleskopu Spitzera (czerwony, zielony, niebieski i cyjanowy) ujawniają młode gwiazdy oraz chłodniejszy pył i gaz w całym regionie.
W tych zatłoczonych środowiskach gwiezdnych obecne są ogromne ilości wysokoenergetycznego promieniowania wytwarzanego przez gwiazdy i planety. Promieniowanie rentgenowskie i intensywne światło ultrafioletowe mogą mieć łącznie niszczycielski wpływ na dyski i układy planetarne w trakcie formowania.
Dyski tworzące planety wokół gwiazd naturalnie zanikają z czasem. Część dysku spada na gwiazdę, a część jest podgrzewana przez promieniowanie rentgenowskie i ultrafioletowe gwiazdy i wyparowuje. Ten ostatni proces, znany jako „fotoparowanie”, trwa zwykle od 5 do 10 milionów lat w przypadku gwiazd średniej wielkości, zanim dysk zniknie. Jeśli w pobliżu znajdują się masywne gwiazdy, które wytwarzają więcej promieniowania rentgenowskiego i ultrafioletowego, proces ten może zostać przyspieszony.
Naukowcy znaleźli wyraźne dowody na to, że dyski tworzące planety wokół gwiazd rzeczywiście znikają znacznie szybciej, gdy znajdują się blisko masywnych gwiazd, które wytwarzają dużo promieniowania o wysokiej energii. Dyski znikają również szybciej w regionach, w których gwiazdy są ściślej upakowane.
W regionach Cygnus OB2 z mniejszym promieniowaniem wysokoenergetycznym i mniejszą liczbą gwiazd odsetek młodych gwiazd z dyskami wynosi około 40%. W regionach z większym promieniowaniem wysokoenergetycznym i większą liczbą gwiazd odsetek ten wynosi około 18%. Najsilniejszy efekt — czyli najgorsze miejsce dla potencjalnego układu planetarnego — występuje w odległości około 1,6 roku świetlnego od najmasywniejszych gwiazd w gromadzie.
W odrębnym badaniu przeprowadzonym przez ten sam zespół zbadano właściwości rozproszonej emisji promieniowania rentgenowskiego w gromadzie. Odkryto, że rozproszona emisja o wyższej energii pochodzi z obszarów, w których wiatry gazu wiejące z masywnych gwiazd zderzają się ze sobą. Wskutek tego gaz staje się gorętszy i wytwarza promieniowanie rentgenowskie. Mniej energetyczna emisja pochodzi prawdopodobnie z gazu w gromadzie zderzającego się z gazem ją otaczającym.
Wyniki zostały opublikowane w dwóch oddzielnych artykułach w Astrophysical Journal Supplement Series z listopada 2023 r.
Więcej:
- Artykuły opisujące dane Chandry dotyczące Cygnus OB2: o strefach zagrożenia planetarnego i o emisji rozproszonej w gromadzie.
- Planets Beware: NASA Unburies Danger Zones of Star Cluster
Opracowanie: Magda Maszewska. Źródło: Chandra X-ray Center
Na ilustracji: Złożony obraz gromady Cygnus OB2. Fioletowa mgiełka reprezentuje rozproszone emisje rentgenowskie i młode gwiazdy, wykryte przez obserwatorium rentgenowskie Chandra (NASA/CXC/SAO/J. Drake et al), a pomarańczowe i szare obłoki to stosunkowo chłodny pył i gaz obserwowany przez Kosmiczny Teleskop Spitzera (NASA/JPL-Caltech/Spitzer). Chociaż przeplatające się obłoki pokrywają większą część zdjęcia, prześwitują przez nie tysiące gwiazd w gromadzie.
