Z novimi instrumenti astronomi polnijo vse koščke, ki pomagajo razložiti, kako planeti tvorijo iz razširjenih diskov plina in prahu okoli novorojenih zvezd. A astronomi so našli en proto planetarni disk, ki noče odrasti. Stara je 25 milijonov let in še vedno ni prešla na planete. Lee Hartmann je iz centra za astrofiziko Harvard-Smithsonian in glavni avtor knjige, ki napoveduje najdbo.
Poslušajte intervju: Planetarni disk, ki noče odrasti (6 MB)
Ali pa se naročite na Podcast: universetoday.com/audio.xml
Fraser Cain: Našli ste najstarejši planetni disk. Ali lahko daste občutek, kako nenavadno je to?
Lee Hartmann: Gre za najstarejši planetni ali protoplanetarni disk. Najstarejša, ki smo jo našli, je bila stara približno 10 milijonov let, torej je približno 2 do 2,5 krat starejša od vsega, kar smo že našli.
Fraser: Je bilo to veliko presenečenje, če sem našel nekaj tako starega?
Hartmann: Ja, zdi se, da ima polovica ali več zvezd nekakšen podaljšani prašni disk z nečim, kar bi lahko naredilo planete. V starosti približno milijon let ali več. In potem se čez 10 milijonov let zmanjšate na 10% vseh zvezd ali morda celo manj kot to. Torej najti to stvar pri dvakratni starosti je bilo res izjemno. Mislili smo, da bomo do 20 milijonov let resnično padli na nič, za kar je še vedno prah, ki je bil podoben planetarnemu disku.
Fraser: Kaj bi lahko tako stabilno ohranilo disk?
Hartmann: Ni ravno jasno. Osrednji sistem je v tem primeru pravzaprav tesna binarna zvezda, zato je možno - za razliko od ene same zvezde v našem osončju - obstajata dve, skoraj enaki masni zvezdi, ki krožita okoli v zelo blizu orbite in čeprav je nekje velikost med orkodo Merkurja in Venero; nekaj take velikosti. To bi lahko bilo nekako sekanje stvari, ker ima vsaka zvezda svojo težo, in ko se gibljejo okoli, bi lahko sestavljali disk in mešali delce. Kar mislimo, da se pri planetih dogaja, je, da se prah, mali zajčki prahu elektrostatično prilepijo v majhne kepice in potem postajajo večji in večji. In naredi skale, nato pa naredi stvari, ki so bolj podobne asteroidom in končno tudi planetom. In faza oblikovanja planetov je tisto, kar resnično odstrani ves ta prah. In tako je mišljeno, da je ta postopek zelo občutljiv in se stvari nekako umirijo v časovnih okvirih tisoč do milijonov let. Mogoče je, da če ga malo raztresete in zadržite delce, potem se ne držijo tako dobro in ne bodo šli skozi preostali planetni proces tvorjenja, kot večina drugih zvezd.
Fraser: Kako pogosto bi bilo kaj takega? Ker je ta najstarejši, ki so ga našli, menite, da so v bližini še drugi ali pa je to samo popolna napaka?
Hartmann: Težko si je predstavljati, da je v galaksiji le ena od teh stvari, kaj šele celotno Vesolje. Vendar je to, kar lahko povemo, zelo redek pojav. Vidimo velike grozde zvezd, stare 30 milijonov, 50 milijonov let, 100 milijonov let, in nič takega niso našli v več sto ali celo več tisoč zvezdah. Verjetno je 1 od 1000, mogoče, ali kaj takega. To bi bilo tisto, kar bi ugibal, vendar je težko vedeti. Nismo dovolj pozorno pogledali teh stvari. Do nedavnega tega še nismo mogli. Vesoljski teleskop Spitzer ima ravno toliko več občutljivosti kot vse drugo, kar smo bili sposobni narediti prej. Ravno dejavniki so stotine tisočkrat zmožni zaznati šibke vire, kot je ta. Pravkar naredimo prve otroške korake, da raziščemo, kaj je tam in v naši soseski. S teleskopom Spitzer začnejo gledati nekatere druge skupine, potrjujejo, da je ta sistem dvakrat starejši od 1 na 1000. To je res enkraten sistem. Gotovo smo ga ujeli v kakšnih posebnih okoliščinah.
Fraser: Ali menite, da bi to lahko trajalo še več milijonov in milijonov let. Je to še vedno zgodnja starost?
Hartmann: To je nekaj, česar ne razumemo prav dobro. In eden od razlogov za preučevanje tovrstnih sistemov je, da resnično potrebujemo veliko pomoči pri razumevanju fizike tega. Za začetek bo fizika, kako planeti nastanejo iz zajčic v prahu. To je tako zapleten postopek, in obstaja veliko stvari, ki jih ne razumemo, da bi morali resnično imeti več raziskav o teh stvareh. Ne vem, kaj se bo zgodilo s tem sistemom. Moje mnenje je, da verjetno ne bo šlo naprej in se strjevalo v planete, če tega še ni storil. Teorija kaže, da morate obstajati nekakšen prag. Moraš imeti samo toliko stvari, da se to zgodi, da resnično prideš čez grbo iz večjih teles, ki lahko nato pometajo ves manjši prah in očistijo disk. Če nikoli ne pridete do tega praga, morda nikoli ne naredite planetov. Predvidevam, da bo morda le prodrlo, nekatera zrna prahu pa se bodo bodisi odpihnila ali spirala počasi v zvezdo in to je konec, vendar tega v resnici ne razumemo.
Fraser: Ali ste že prej opazovali diske, ki tvorijo planete okoli binarnih sistemov?
Hartmann: Da, če se lahko samo prijavim, da domnevamo, da ti diski izdelujejo planete. Nismo še imeli popolne pištole za kajenje, da bi rekli, da ti zaprašeni diski dejansko izdelujejo planete. Mislim, da je to zelo velika verjetnost, ker vidimo, da je ves ta porazdeljen prah okoli zelo mladih zvezd in potem vsega ni več. Vemo, da moramo strjevati ves prah in drobne stvari spraviti v velike stvari, da bomo naredili planete. Torej, to je predpostavka, ki jo dajemo, toda želel sem samo povedati, da v resnici nismo povezali pik pri tem vprašanju.
Fraser: Ali je tako, ali so bili diski vidni okoli takšnih dvojiških sistemov?
Hartmann: Ja, so. To vprašanje je v tem, da v bistvu ne morete imeti diska v isti velikosti kot v binarni orbiti. Druga zvezda bo ravnokar pogoltnila ves prah ali ga izhlapila ali odnesla. Po drugi strani pa, če imate zelo široko binarno različico, če imate nekaj, kjer je druga zvezda zelo daleč, lahko v notranjosti tega binarnega računalnika dobro namestite disk in ne ve, da okoli njega kroži druga zvezda. Krožimo okoli Sonca in Jupiter je tam na več astronomskih enotah, kar povzroča le majhna vznemirjenja na Zemljini orbiti. Podobno bi lahko imeli sistem, v katerem sta dve zvezdi relativno blizu, disk pa je zunaj zunanjega območja. In tako na tem disku skoraj izgleda, da obstaja ena sama zvezda. Ni ravno tako, ker dve zvezdi krožita okoli, zato jo gravitacija nekoliko zviša. Ampak to ni tako daleč od tega, da bi imeli samo en predmet. Če je disk veliko večji od binarnega ali manjši od binarnega, ste v redu. Če je disk veliko večji od binarnega, je lahko tako zelo ranljiv in tako razširjen, da se v resnici nikoli ne koagulira v planete. To bi nekaj predvidevali, vendar to še nismo opazovali.
Fraser: Ali imate v zvezi s tem načrtovanja opazovanj?
Hartmann: Mislim, da bi želeli poskusiti in narediti daljše opazovanje valovne dolžine, da vidimo, kje se disk konča, saj v tem sklopu opazovanj pravzaprav rečemo, da obstaja disk, vendar ne vemo, kako velik je. Vprašanje je, ali obstaja kaj zunaj tega sistema, kar bi lahko tudi motilo disk. Morda je celo trojni sistem za vse, kar poznamo, s precej širšim spremljevalcem, ki je majhna in ga nismo videli. In to bi lahko resnično zagorelo in preprečilo, da bi disk pustil planete strjevati. In potem je drugo, kar poskušamo narediti, ta, da poskušamo identificirati druge sisteme, kot je ta, ki so prav tako stari 20 milijonov, 30 milijonov let. Če lahko najdemo še kaj od teh stvari, samo da vidimo, kako pogosti so in ali so vsi dvojiščniki ali kaj je posebnega v njih, kar jim omogoča, da trajajo tako dolgo. V bistvu to, kar poskušamo narediti, je videti, kako se disk spremeni v planete, vendar to seveda traja milijone let, tako da temu ne morete slediti - vsaj jaz ne morem slediti. Kot da bi posneli populacijo. Imate stare ljudi, mlade in dojenčke in tako naprej. In poskusite sklepati, kako poteka evolucija od sestavljanja različnih kosov. In potem so nekateri ljudje bolj ali bolj negovani in imajo drugačno kulturo ali karkoli drugega, in poskusite videti, kakšne posledice imajo na prebivalstvo ta posnetek. Če želite poskusiti in najti druge takšne sisteme, lahko poskus preizkusite, kaj se zgodi, če imate veliko širši binarni zapis ali kaj, če je drugačna množična zvezda v sredini. Ne moremo zares eksperimentirati, toda če najdemo dovolj različnih vrst predmetov, kot je ta, potem je narava izvedla poskus na različnih mestih in preprosto moramo iti ven in si ga ogledati.
To odkritje je bilo prvotno objavljeno v reviji Space Magazine 19. julija 2005.
