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Indagando sui cambiamenti di luminosità delle stelle dell'Orsa Maggiore

Nuovo studio esamina polvere e gas nei sistemi stellari Dipper.

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Negli ultimi anni, gli scienziati hanno studiato un gruppo di stelle conosciute come "Dippers". Queste stelle mostrano cambiamenti insoliti nella luminosità, che possono essere legati alla Polvere che le circonda. Questo articolo parla dei risultati delle osservazioni di tre Dippers e di cosa rivelano sulla polvere e sul gas in questi sistemi stellari.

Cosa sono i Dippers?

I Dippers sono stelle giovani che mostrano cambiamenti irregolari nella luminosità in brevi periodi di tempo. Questa Variabilità può avvenire in ore o giorni. Si pensa che i cambiamenti siano causati dalla polvere nel disco che circonda la stella, che può bloccare la luce della stella. Il fenomeno è particolarmente evidente nelle stelle i cui dischi hanno un'orientazione specifica.

Studio di Tre Dippers

Tre Dippers specifici sono stati osservati usando tecnologia avanzata per avere un'idea migliore della polvere che li circonda. Le stelle sono state scelte in base a osservazioni precedenti e si è scoperto che non sono viste di taglio, il che significa che possiamo vederle da un angolo diverso. Le stelle esaminate erano EPIC 203850058, EPIC 204638512 e EPIC 205151387.

Metodi Osservativi

Le osservazioni di queste stelle sono state effettuate con lo spettrografo SpeX, che consente agli scienziati di catturare la luce su una gamma di lunghezze d'onda. Questa tecnica aiuta a capire come la luce interagisce con la polvere, rivelando dettagli sulle sue proprietà.

Caratteristiche della Polvere

Lo studio ha scoperto che la polvere nei dischi intorno a EPIC 204638512 e EPIC 205151387 è diversa dalla polvere tipicamente osservata nello spazio. I dati hanno indicato che i grani di polvere attorno a queste stelle sono più grandi rispetto a quelli normalmente trovati nelle regioni di formazione stellare. In dettaglio, la polvere contiene grani molto grandi che misurano fino a 500 micron, ma manca di grani più piccoli.

Variabilità nella Luminosità

Quando le stelle hanno mostrato cambiamenti di luminosità, spesso indicava che la polvere stava oscurando la luce delle stelle. I modelli di questi cambiamenti suggeriscono che la polvere è influenzata dalle regioni interne dei dischi dove la polvere è posizionata. I risultati implicano che i dischi interni di alcuni Dippers potrebbero essere disallineati rispetto ai loro dischi esterni, portando alla variabilità osservata.

Il Gas che Circonda i Dippers

Oltre alla polvere, lo studio ha anche analizzato il gas in questi sistemi, in particolare una linea specifica nello spettro luminoso associata all'elio. Questa linea mostrava segni di cambiamento nel tempo, suggerendo la presenza di gas mescolato alla polvere. In alcuni casi, l'elio mostrava segni di gas in fuoriuscita, indicando un'attività dinamica nei dischi.

Importanza delle Osservazioni

Le osservazioni raccolte dai Dippers servono a molteplici scopi. Aumentano la nostra comprensione di come le stelle si formano e si evolvono. I cambiamenti nella luminosità legati alla presenza di polvere forniscono indizi sui processi che contribuiscono alla crescita dei pianeti all'interno di questi dischi.

Crescita e Sedimentazione della Polvere

Una delle aspettative riguardo a questi grani di polvere è che crescano nel tempo e si depositino verso il piano centrale dei dischi. Ciò significa che i grani più grandi cadono più vicino al centro, mentre i grani più piccoli possono trovarsi a altitudini più elevate. Tuttavia, questi grani grandi possono anche influenzare la quantità di luce bloccata dalle stelle.

Estinzione della Polvere e Modelli

L'estinzione della polvere avviene quando le particelle di polvere assorbono o disperdono la luce, facendo apparire le stelle più fioche. I Dippers presentano un'opportunità unica per studiare questo effetto in dettaglio. Analizzando gli spettri delle stelle, gli scienziati possono misurare quanto luce la polvere blocca a varie lunghezze d'onda.

Scoperte Precedenti

Le stelle Dipper sono state osservate in altri ammassi, con modelli simili di variazioni di luminosità. Questi studi precedenti evidenziano il ruolo della polvere nel plasmare le nostre osservazioni di oggetti stellari giovani. La variabilità aiuta a confermare la presenza di polvere e le sue proprietà in questi sistemi.

Confronto tra Modelli Diversi

Lo studio ha confrontato diversi modelli di comportamento della polvere per vedere quale si adattasse meglio alle osservazioni. I ricercatori hanno scoperto che i modelli di polvere creati per dischi di stelle giovani erano più efficaci nel spiegare i dati rispetto ai modelli tradizionali utilizzati per la polvere nel mezzo interstellare generale.

Implicazioni per la Formazione Stellare

I risultati dei Dippers arricchiscono ciò che sappiamo sui processi di formazione stellare. Le interazioni tra polvere e gas indicano come si muove il materiale all'interno dei dischi, il che è cruciale per lo sviluppo dei pianeti. I risultati suggeriscono che una significativa crescita dei grani di polvere avviene in questi dischi, contribuendo al processo di formazione dei pianeti.

Osservazioni Future

Continua osservazione dei Dippers e delle loro dinamiche sarà essenziale per approfondire la nostra comprensione della formazione stellare. Gli studi futuri potrebbero concentrarsi sull'identificazione di altri Dippers e sull'utilizzo di tecniche osservative ancora più dettagliate.

Conclusione

Lo studio delle stelle Dipper rivela informazioni importanti sulla natura della polvere e del gas nei sistemi stellari giovani. Osservando i cambiamenti nella luminosità e analizzando le proprietà dei materiali circostanti, gli scienziati possono mettere insieme un quadro più chiaro di come si formano le stelle e i pianeti. Comprendere questi processi è fondamentale per svelare i misteri del nostro universo.

Fonte originale

Titolo: Wavelength-Dependent Extinction and Grain Sizes in Dippers

Estratto: We have examined inter-night variability of K2-discovered Dippers that are not close to being viewed edge-on, as determined from previously-reported ALMA images, using the SpeX spectrograph and the NASA Infrared Telescope facility (IRTF). The three objects observed were EPIC 203850058, EPIC 205151387, and EPIC 204638512 (2MASS J16042165-2130284). Using the ratio of the fluxes between two successive nights, we find that for EPIC 204638512 and EPIC 205151387, we find that the properties of the dust differ from that seen in the diffuse interstellar medium and denser molecular clouds. However, the grain properties needed to explain the extinction does resemble those used to model the disks of many young stellar objects. The wavelength-dependent extinction models of both EPIC 204638512 and EPIC 205151387 includes grains at least 500 microns in size, but lacks grains smaller than 0.25 microns. The change in extinction during the dips, and the timescale for these variations to occur, imply obscuration by the surface layers of the inner disks. The recent discovery of a highly mis-inclined inner disk in EPIC 204638512 is suggests that the variations in this disk system may point to due to rapid changes in obscuration by the surface layers of its inner disk, and that other face-on Dippers might have similar geometries. The He I line at 1.083 microns in EPIC 205151387 and EPIC 20463851 were seen to change from night to night, suggesting that we are seeing He I gas mixed in with the surface dust.

Autori: Michael L. Sitko, Ray W. Russell, Zachary C. Long, Korash Assani, Monika Pikhartova, Ammar Bayyari, Carol A. Grady, Carey M. Lisse, Massimo Marengo, John P. Wisniewski, William Danchi

Ultimo aggiornamento: 2023-04-10 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://arxiv.org/abs/2304.04650

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2304.04650

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia arxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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