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 podczas 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 wskazać zdradliwe miejsca w gromadzie gwiazd, gdzie szanse na powstanie planet są zmniejszone.
Celem obserwacji była Cygnus OB2, czyli najbliższa naszemu Słońcu duża gromada gwiazd, odległa o około 4600 lat świetlnych. Zawiera ona 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 listy młodych gwiazd w gromadzie. Inwentaryzacja ta została połączona z innymi badaniami, wykorzystującymi dane optyczne i podczerwone.
Na tym nowym, złożonym obrazie dane z Chandry (fioletowe) pokazują rozproszoną emisję promieniowania rentgenowskiego i młode gwiazdy w Cygnus OB2, a dane z obserwacji w podczerwieni za pomocą nieużywanego już 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 łącznie mogą mieć niszczycielski wpływ na dyski i układy planetarne w trakcie formowania.
Dyski tworzące planety wokół gwiazd z czasem naturalnie zanikają. Część dysku spada na gwiazdę, a część jest podgrzewana przez promieniowanie rentgenowskie i ultrafioletowe gwiazdy – i w efekcie wyparowuje. Ten ostatni proces, zwany „fotoparowaniem”, trwa zwykle 5–10 milionów lat w przypadku gwiazd średniej wielkości, zanim dysk zniknie. Jeśli w pobliżu znajdują się masywne gwiazdy, które wytwarzają więcej promieniowania rentgenowskiego i ultrafioletowego, może on 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%, zaś w obszarach z większym promieniowaniem wysokoenergetycznym i większą liczbą gwiazd – około 18%. Najsilniejszy efekt – czyli najgorsze miejsce dla potencjalnego układu planetarnego – występuje w odległości około 1,6 roku świetlnego od najmasywniejszych gwiazd w gromadzie.
Ten sam zespół zbadał też 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 roku.
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
