"Ooompah, tkalcovský stav, burácanie hrdze ... ALMA nájde kométy schované v prachu." Podľa mnohých štúdií z posledných rokov si astronómovia uvedomujú, že planéty sú všade okolo hviezd. Teraz, vďaka jednému sladkému ďalekohľadu, Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), veda urobila veľký krok vpred v porozumení toho, ako sa z jedného dňa na malé planéty v protoplanetárnom disku môže vyvinúť väčší formát.
O niečo menej ako 400 svetelných rokov od Zeme je mladistvý slnečný systém katalogizovaný ako Oph IRS 48. Astronómovia zachytili na svojich snímkach vonkajších obvodov zásadné vodítko vo svojich víriacich masách prachu - v tvare polmesiaca nazvanom „ lapač prachu “. Vedci cítia, že táto oblasť môže byť ochranným kokónom, ktorý umožňuje formovať sa skalnaté útvary. Prečo je taký región dôležitý? Je to smečový faktor. Keď sa astronómovia snažia modelovať prach na skalné útvary, zistili, že častice sa sami deštruktujú ... buď narazením do seba, alebo vtiahnutím do centrálnej hviezdy. Aby mohli napredovať okolo určitej veľkosti, musia mať jednoducho priestor na ochranu, ktorý im umožní rásť.
„V dlhom reťazci udalostí existuje veľká prekážka, ktorá vedie od drobných prachových zŕn k objektom veľkosti planéty,“ povedal Til Birnstiel, výskumný pracovník v Harvard-Smithsonianskom centre pre astrofyziku v Cambridge, Massachusetts a spoluautor príspevok publikovaný v časopise Science. „V počítačových modeloch tvorby planéty musia prachové zrná narastať z submikrónových rozmerov na objekty až desaťnásobok hmotnosti Zeme za pár miliónov rokov. Ale keď sa častice dostatočne zväčšia, začnú sa zrýchľovať a buď sa zrazia, pošlú ich späť na druhú, alebo sa pomaly unášajú smerom dovnútra a bránia ďalšiemu rastu. “
Kde sa teda môže skrývať novonarodená planéta, kométa alebo asteroid? Nienke van der Marel, doktorandka na Leidenskom observatóriu v Holandsku, a hlavný autor článku, používala ALMA spolu so svojimi spolupracovníkmi, aby sa bližšie pozrela na Oph IRS 48 a objavila torus plynu s centrálnou palice. Táto neprítomnosť prachových častíc sa veľmi líšila od predchádzajúcich výsledkov zaznamenaných na veľmi veľkom ďalekohľade ESO.
„Spočiatku nás tvar prachu v obraze úplne prekvapil,“ hovorí van der Marel. „Namiesto kruhu, ktorý sme očakávali, sme našli veľmi jasný tvar kešu orieškov! Museli sme sa presvedčiť, že táto vlastnosť je skutočná, ale silný signál a ostrosť pozorovaní ALMA nenechali žiadne pochybnosti o štruktúre. Potom sme si uvedomili, čo sme našli. “
Prekvapenie? Stavíte sa. Tím odhalil oblasť, v ktorej veľké prachové zrná zostali v zajatí a mohli sa hromadiť, keď sa viac a viac zŕn narazilo a roztavilo. Tu bola „lapač prachu“, ktorý teoretici predpovedali.
Načítava sa hráč…
Čo to znamená? Udržiavanie prachových zŕn pohromade a formovanie vyžaduje vír - oblasť vysokého tlaku na ich ochranu. Aby sa vytvoril tento vír, musí byť prítomný veľký objekt, buď sprievodná hviezda alebo plynový gigant. Podobne ako loď plávajúca cez vody naplnené riasami, aj druhý predmet planétového disku vyčistil cestu, ktorá vytvorila kritické víry a víry potrebné na vytvorenie lapača prachu. Zatiaľ čo predchádzajúce štúdie Oph IRS 48 odhalili pevný kruh oxidu uhoľnatého v kombinácii s prachom, nepozorovala sa žiadna „pasca“. To však neznamená, že pozorovanie bolo negatívne. Astronómovia tiež odkryli medzeru medzi vnútornou a vonkajšou časťou slnečnej sústavy - vodítko pre prítomnosť potrebného veľkého telesa.
Podmienky boli vhodné pre prípadný zachytávač prachu. Zadajte ALMA. Teraz vedci videli naraz plynné aj väčšie prachové zrná. Tieto nové pozorovania viedli k objavu, ktorý ešte nezistil žiadny ďalekohľad ... výklenok vo vonkajšej časti disku.
Ako vysvetľuje van der Marel: „Je pravdepodobné, že sa pozeráme na nejakú továreň na výrobu komét, pretože podmienky sú vhodné na to, aby častice rástli z milimetrov na veľkosť komét. Prach pravdepodobne nebude tvoriť planéty plnej veľkosti v tejto vzdialenosti od hviezdy. Ale v blízkej budúcnosti bude ALMA schopná pozorovať zachytávače prachu bližšie k svojim materským hviezdam, kde fungujú rovnaké mechanizmy. Takéto lapače prachu by boli skutočne kolískami pre novonarodené planéty. “
Keď väčšie častice migrujú smerom k oblastiam s vyšším tlakom, vytvára sa zachytávač prachu. Na potvrdenie svojich zistení výskumníci použili počítačové modelovanie, aby ukázali, že z pohybu plynu na otváracích hranách by mohla vzniknúť oblasť s vysokým tlakom. Zodpovedá pozorovaniu disku Oph IRS 48.
„Kombinácia modelovania a vysoko kvalitných pozorovaní ALMA robí tento projekt jedinečným,“ hovorí Cornelis Dullemond z Inštitútu teoretickej astrofyziky v nemeckom Heidelbergu, ktorý je odborníkom na vývoj prachu a modelovanie diskov, a je členom tímu , "V čase, keď boli tieto pozorovania získané, sme pracovali na modeloch, ktoré presne predpovedajú tieto štruktúry: veľmi šťastná náhoda."
„Táto štruktúra, ktorú vidíme s ALMA, by sa mohla zmenšiť, aby predstavovala to, čo sa môže diať vo vnútornej slnečnej sústave, kde by sa vytvorilo viac skalných planét podobných Zemi,“ povedal Birnstiel. "V prípade týchto pozorovaní však možno vidíme niečo analogické s tvorbou nášho slnečného Kuiperovho pásu alebo Oortovho oblaku, oblasti našej slnečnej sústavy, v ktorej sa predpokladá, že vznikajú kométy."
Rovnako ako tá vysnívaná továreň nášho detstva, ALMA je stále vo výstavbe. Tieto jedinečné pozorovania boli zaznamenané s prijímačmi ALMA Band 9 - európskou prístrojovou technikou, ktorá umožňuje spoločnosti ALMA dodávať doteraz najostrejšie a najpodrobnejšie obrázky.
„Tieto pozorovania ukazujú, že ALMA je schopná poskytovať transformačnú vedu, a to aj pri použití menej ako polovice celého spektra,“ hovorí Ewine van Dishoeck z observatória Leiden, ktorá je hlavným prispievateľom do projektu ALMA už viac ako 20 rokov. , "Neuveriteľný skok v citlivosti a ostrosti obrazu v pásme 9 nám dáva príležitosť študovať základné aspekty formovania planéty spôsobmi, ktoré predtým jednoducho neboli možné."
Pôvodný zdroj článku: ESO News Release. Ďalšie čítanie: NRAO News Release.
