"Ooompah, loompah, rjavenje ... ALMA najde komete, ki se skrivajo v prahu." Glede na številne študije v zadnjih letih astronomi vedo, da so planeti povsod okoli zvezd. Zdaj je po zaslugi enega sladkega teleskopa, velikega milimetra / submilimetarskega sklopa Atacama (ALMA), znanost storila velik korak naprej pri razumevanju, kako lahko drobnozrnata zrna prahu na protoplanetarnem disku nekega dne preraste v večji format.
Nekaj manj kot 400 svetlobnih let od Zemlje je mladosten sončni sistem, ki je bil katalogiziran kot Oph IRS 48. Astronomi so na njegovih posnetkih, ki so jih posneli z zunanjih obodov, v vrtinčenih masah prahu pobrali ključni pojem - območje v obliki polmeseca, imenovano „ past za prah ”. Raziskovalci menijo, da je to območje lahko zaščitni kokon, ki omogoča, da se skalne formacije oblikujejo. Zakaj je takšna regija pomembna? To je dejavnik smrtonosnosti. Ko astronomi poskušajo modelirati prah v skalnate formacije, so našli delce, ki se samouničujejo ... bodisi zrušijo se drug v drugega bodisi se vlečejo v osrednjo zvezdo. Da bi lahko napredovali mimo določene velikosti, morajo preprosto imeti območje zaščite, ki jim omogoča, da rastejo.
"V dolgi verigi dogodkov je velika ovira, ki vodi od drobnih zrn prahu do objektov velikosti planeta," je dejal Til Birnstiel, raziskovalec Harvard-Smithsonian centra za astrofiziko v Cambridgeu, Masačersa in soavtor prispevek, objavljen v reviji Science. "V računalniških modelih oblikovanja planetov mora zrno prahu naraščati iz velikosti submikron v objekte, ki so do desetkrat večje od mase Zemlje v samo nekaj milijonih let. Ko pa se delci dovolj povečajo, začnejo nabirati hitrost in se bodisi trčijo, tako da jih pošljejo nazaj na kvadratno površino ali počasi spuščajo navznoter, s čimer preprečijo nadaljnjo rast. "
Kje se torej lahko skrivajo novorojeni planet, komet ali asteroid? Nienke van der Marel, študentka doktorskega študija na Leiden Observatory na Nizozemskem in glavna avtorica članka, je ALMA skupaj s sodelavci natančno pregledala Oph IRS 48 in odkrila tok plina s centralno luknja. Odsotnost prašnih delcev se je zelo razlikovala od prejšnjih rezultatov, ki so jih odkrili na zelo velikem teleskopu ESO.
"Na začetku nas je oblika prahu na sliki popolnoma presenetila," pravi van der Marel. "Namesto obroča, ki smo ga pričakovali, smo našli zelo jasno obliko oreškov matice! Morali smo se prepričati, da je ta lastnost resnična, vendar močan signal in ostrina opazovanj ALMA nista dvomila o strukturi. Potem smo ugotovili, kaj smo našli. "
Presenečenje? Veš da. Skupina je odkrila območje, kjer so ostala velika prašna zrna v ujetništvu in so lahko še naprej pridobivala maso, ko se je vse več zrn trkalo in stajalo skupaj. Tu je bila "past za prah", ki so jo predvidevali teoretiki.
Nalaganje igralca ...
Kaj torej pomeni? Da bi se zrna prahu združila in oblikovala, potrebuje vrtinec - območje z visokim pritiskom, da jih zaščitimo. Za oblikovanje tega vrtinca mora biti prisoten velik predmet, bodisi spremljevalna zvezda bodisi plinski velikan. Tako kot čoln, ki pluje skozi vode, napolnjene z algami, bo tudi sekundarni objekt v planetarnem disku očistil pot, ki je ustvaril kritične vrtince in vrtince, potrebne za oblikovanje pasti prahu. Medtem ko so prejšnje študije Oph IRS 48 odkrivale togo obroč plina ogljikovega monoksida v kombinaciji s prahom, ni bilo opaziti "pasti". Vendar to ne pomeni, da je bilo opazovanje negativno. Astronomi so odkrili tudi vrzel med notranjimi in zunanjimi deli sončnega sistema - namig na prisotnost potrebnega velikega telesa.
Pogoji so bili primerni za morebitno past v prahu. Vnesite ALMA. Zdaj so raziskovalci lahko videli hkrati plin in večja zrna prahu. Ta nova opažanja so privedla do odkritja, ki ga noben drug teleskop še ni razkril ... na zunanjem delu diska je bila izbočena izboklina.
Kot pojasnjuje van der Marel: "Verjetno bomo gledali v nekakšno tovarno kometov, saj so pravi pogoji, da delci rastejo od milimetra do velikosti kometa. Prah na tej razdalji od zvezde verjetno ne bo tvoril planetov polne velikosti. Toda ALMA bo lahko v bližnji prihodnosti opazovala pasti prahu bližje matičnim zvezdam, kjer delujejo isti mehanizmi. Takšne pasti za prah bi bile res zibelka za novorojene planete. "
Ko se večji delci migrirajo proti območjem z višjim pritiskom, se prah oblikuje. Za potrditev svojih ugotovitev so raziskovalci uporabili računalniško modeliranje, da bi pokazali, da lahko zaradi gibanja plina ob odprtjih robov nastane visokotlačno območje. Ujema se z opazovanjem diska Oph IRS 48.
"Kombinacija dela modeliranja in visokokakovostnih opazovanj ALMA je to edinstven projekt," pravi Cornelis Dullemond z Inštituta za teoretično astrofiziko v Heidelbergu v Nemčiji, ki je strokovnjak za razvoj prahu in modeliranje diskov ter član ekipe . "V času, ko so bila ta opažanja pridobljena, smo delali modele, ki so napovedovali točno tovrstne strukture: zelo srečno naključje."
"To strukturo, ki jo vidimo pri ALMA, bi lahko zmanjšali, da bi predstavljala, kaj se lahko dogaja v notranjem osončju, kjer bi se oblikovalo več zemeljskih skalnih planetov," je dejal Birnstiel. "V primeru teh opazovanj pa lahko opazimo nekaj podobnega nastanku Kuiperjevega pasu našega Sonca ali Oortovega oblaka, območja našega osončja, od koder naj bi izvirali kometi."
Kot tista sanjska tovarna našega otroštva, ALMA še vedno gradi. Ta edinstvena opažanja so bila posneta s sprejemniki ALMA Band 9 - evropsko izdelanimi instrumenti, ki omogočajo ALMA-ju, da odda svoje najostrejše in najbolj podrobne slike doslej.
"Ta opažanja kažejo, da je ALMA sposobna zagotoviti transformacijsko znanost, tudi z manj kot polovico celotnega niza v uporabi," pravi Ewine van Dishoeck iz Leiden Observatory, ki je več kot 20 let sodelovala pri projektu ALMA. . "Neverjeten skok tako občutljivosti kot ostrine slike v Band 9 nam daje priložnost, da preučimo osnovne vidike oblikovanja planetov na načine, ki prej tega preprosto niso bili mogoči."
Izvirni vir zgodbe: ESO News Release. Za nadaljnje branje: Novice.
