Žvaigždė ne per sena, kad galėtų turėti planetų

Planetinių diskų svėrimas

Ši menininko iliustracija rodo planetinį diską (kairėje), kuris sveria 50 Jupiterio masės planetų. Tai demonstruoja pirmąjį tokio pobūdžio astronomų pasiekimą, naudojantį Heršelio kosmoso observatoriją. Mokslininkai iki šiol galėjo tiksliausiai pasverti planetą formuojantį turinį, besisukantį aplink jauną žvaigždę. (Vaizdo kreditas: NASA/JPL-Caltech)



Medžiagos diskai, kurie, kaip manoma, yra per seni, kad galėtų tarnauti kaip planetiniai darželiai, vis dar gali formuoti pasaulius, šiandien (sausio 30 d.) Paskelbė nustebinti tyrėjai.



„Tai sukels naujų idėjų planetų formavimosi teorijose“, - guesswhozoo.com sakė tyrimo pagrindinis autorius Edvinas Berginas, Mičigano universiteto Ann Arboro astrochemikas.

Mokslininkai išanalizavo „TW Hydrae“-žvaigždę, esančią 176 šviesmečių atstumu nuo Žemės Hydra žvaigždyne. „TW Hydrae“, kurios masė yra maždaug tokia pati kaip saulės, yra apsuptas tankaus dujų ir dulkių žiedo. Tokie aplinkiniai žiedai dažnai yra protoplanetiniai diskai, kuriuose medžiaga gali susikaupti, sudarydama didesnes uolienas ir galiausiai pasaulius. Kadangi „TW Hydrae“ yra 2 1/2 karto arčiau Žemės nei artimiausia tokia žvaigždė, planetų susidarymą tyrinėjantys astronomai nuo „TW Hydrae“ priklausė tiek pat, kiek biologai su laboratorinėmis pelėmis, naudodamiesi ja padėdami kurti kompiuterinius modelius.



Tačiau pati „TW Hydrae“ buvo laikoma savo planetos formavimo metais. Manoma, kad jo aplinkkelio diskas yra nuo 3 iki 10 milijonų metų, o dauguma protoplanetinių diskų tarnauja tik nuo 2 iki 3 milijonų metų.

Atliekant visus „TW Hydraw“ tyrimus, esminė jo disko detalė liko neaiški: bendra jame esančių vandenilio molekulių masė. Ši vertė yra labai svarbi nustatant, kiek ir kokių rūšių planetų gali susidaryti. Ankstesni „TW Hydrae“ disko masės skaičiavimai svyravo nuo 160 kartų daugiau nei Žemės masės iki 20 000 kartų, tačiau šios vertės nustatyti nepavyko, nes įprastos vandenilio molekulės neskleidžia aptinkamos spinduliuotės. [ 9 egzoplanetos, galinčios priimti ateivių gyvenimą ]

Norėdami išspręsti šią problemą, mokslininkai pasinaudojo tuo, kad ne visos vandenilio molekulės yra identiškos. Keletą sudaro vienas vandenilio atomas ir vienas deuterio atomas, o ne du įprasti vandenilio atomai. Šios „vandenilio deuterido“ molekulės, palyginti su įprastomis vandenilio molekulėmis, turi papildomą neutroną ir išskiria aptinkamą tolimosios infraraudonosios spinduliuotės kiekį, atsižvelgiant į tai, kaip jos sukasi.



Deuterio ir vandenilio santykis Žemės erdvės regione atrodo pastovus, o tai reiškia, kad vandenilio deuterido matavimas duotų tyrėjams gerą supratimą, kiek yra įprasto molekulinio vandenilio.

Mokslininkai naudojo ESA Herschel kosminį teleskopą, kuris yra jautrus reikiamiems infraraudonųjų spindulių bangų ilgiui. Jie nustatė, kad TW Hydrae diskas yra mažiausiai 16 650 kartų didesnis už Žemės masę. Atsižvelgiant į tai, kad Saulės sistemos planetos galėjo atsirasti iš disko tik 3300 kartų daugiau nei Žemės masė, TW Hydrae diske esančios medžiagos pakaktų planetinei sistemai sudaryti.

„Tai rodo, kad planetos formavimasis gali būti ne visiems tinkamas procesas“,-sakė Berginas. „Atrodo, kad tai rodo, kad skirtingos sistemos atranda skirtingus planų kūrimo kelius“.



„„ TW Hydrae “yra geras pavyzdys, kaip apskaičiuotas mokslinis lošimas gali pasiteisinti“,-sakė tyrimo bendraautorius Thomasas Henningas iš Maxo Plancko astronomijos instituto Heidelberge, Vokietijoje. „Bent vienas modelis prognozavo, kad mes neturėjome nieko matyti! Vietoj to, rezultatai buvo daug geresni, nei tikėjomės “.

„Jei nėra tikimybės, kad jūsų projektas gali žlugti, tikriausiai nesate labai įdomus mokslas“, - pridūrė Henningas.

Vandenilio deuterido požymius vis dar sunku aptikti aplink tolimas žvaigždes - tai buvo tik antras kartas, kai jis buvo matomas už Saulės sistemos ribų, ir pirmą kartą per dešimtmetį. Kad toks matavimas taptų standartine planetų formavimosi supratimo priemone, reikėtų arba kosminio teleskopo, arba oro observatorijos, pažymėjo Bergrinas.

„Ateityje yra tam tikra viltis NASA SOFIA observatorija - orlaivis su skyle! - galbūt galės sekti šį rezultatą “, - sakė Berginas. „Ilgainiui Japonija tiria kosminę observatoriją, kuri bus jautresnė už Heršelį. Tai yra planavimo etapuose ir vadinama SPICA. Jei tai skris, šis stebėjimas gali tapti įprastesnis “.

„Ateityje turime naują programą, naudojančią ALMA („ Atacama Large Millimeter/sub-millimeter Array “Čilėje), kad būtų galima gauti dar geresnius temperatūros įvertinimus ir nustatyti griežtesnius diskų dujų masės apribojimus“,-pridūrė Berginas.

Išvados pateikiamos rytojaus (sausio 31 d.) Žurnalo „Nature“ numeryje.

Sekite guesswhozoo.com „Twitter“ @Spacedotcom . Mes taip pat Facebook & „Google+“ .