„Ooompah, loompah, rugină de roopitate… ALMA găsește comete ascunse în praf.” Conform multor studii din ultimii ani, astronomii sunt conștienți că planetele par a fi peste tot în jurul stelelor. Acum, datorită unui telescop dulce, Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), știința a făcut un mare pas înainte în înțelegerea modului în care cerealele minuscule de praf dintr-un disc protoplanetar pot evolua într-o zi într-un format mai mare.
La puțin mai puțin de 400 de ani lumină de Pământ este un sistem solar tineresc catalogat ca Oph IRS 48. În imaginile luate din perimetrele sale externe, astronomii au ridicat un indiciu vital în masele sale învolburate de praf - o regiune în formă de semilună numită „ capcană de praf ”. Cercetătorii consideră că această zonă poate fi un cocon protector care permite formării stâncoase să prindă contur. De ce este importantă o astfel de regiune? Este factorul smash. Când astronomii încearcă să modeleze praful în formațiuni stâncoase, au găsit particulele autodistrugându-se ... fie prin prăbușirea între ele, fie prin atragerea în steaua centrală. Pentru a putea progresa peste o anumită dimensiune, trebuie să aibă pur și simplu o zonă de protecție care să le permită să crească.
„Există un obstacol major în lungul lanț de evenimente care duce de la cereale minuscule de praf la obiecte de dimensiuni planetare”, a declarat Til Birnstiel, cercetător la Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics din Cambridge, Mass., Și coautor în lucrarea publicată în revista Science. „În modelele computerizate de formare a planetei, boabele de praf trebuie să crească de la dimensiuni submicron la obiecte de până la zece ori masa Pământului în doar câteva milioane de ani. Dar, odată ce particulele cresc suficient de mari, încep să ridice viteza și fie se ciocnesc, trimitându-le înapoi la unul pătrat sau încet încet spre interior, împiedicând creșterea ulterioară.
Deci, unde se poate ascunde o planetă, o cometă sau un asteroid nou-născut? Nienke van der Marel, doctorand la Observatorul Leiden din Olanda și autorul principal al articolului, folosea ALMA împreună cu colaboratorii săi, pentru a arunca o privire atentă la Oph IRS 48 și a descoperit un cuplu de gaz cu o centrală. gaură. Această absență de particule de praf a fost foarte diferită de rezultatele anterioare obținute pe telescopul foarte mare al ESO.
„La început, forma prafului din imagine a venit ca o surpriză completă pentru noi”, spune van der Marel. „În locul inelului pe care ne așteptam să-l vedem, am găsit o formă de nuci de caju foarte clar! A trebuit să ne convingem că această caracteristică este reală, dar semnalul puternic și claritatea observațiilor ALMA nu au lăsat nicio îndoială cu privire la structură. Atunci ne-am dat seama ce am găsit. ”
O surpriza? Pariați. Ceea ce echipa a descoperit a fost o regiune în care granulele mari de praf au rămas captive și ar putea continua să câștige în masă, din ce în ce mai multe cereale s-au ciocnit și s-au topit împreună. Aici a fost „capcana de praf” pe care au prezis-o teoreticienii.
Se încarcă jucătorul ...
Deci, ce o face? Pentru a menține boabele de praf împreună și formarea necesită un vortex - o zonă de înaltă presiune pentru a le proteja. Pentru a forma acest vortex, trebuie să existe un obiect mare, fie o stea însoțitoare, fie un gigant gazos. La fel ca o barcă care se strecoară prin apele pline de alge, obiectul secundar din discul planetar ar curăța o cale pe măsură, producând vârfurile critice și vârtejurile necesare pentru a modela capcana prafului. În timp ce studiile anterioare ale Oph IRS 48 au descoperit un inel rigid de gaz monoxid de carbon combinat cu praf, nu a fost observată o „capcană”. Cu toate acestea, asta nu înseamnă că observația a fost negativă. Astronomii au descoperit, de asemenea, un decalaj între porțiunile interioare și exterioare ale sistemului solar - un indiciu asupra prezenței corpului mare necesar.
Condițiile erau potrivite pentru o posibilă capcană de praf. Introduceți ALMA. Acum, cercetătorii au putut vedea atât gazul, cât și boabe mai mari de praf în același timp. Aceste noi observații au dus la o descoperire care nu a dezvăluit încă un alt telescop ... o bombă în lateral în partea exterioară a discului.
După cum explică van der Marel: „Este probabil să ne uităm la un fel de fabrică de comete, întrucât condițiile sunt potrivite pentru ca particulele să crească de la milimetru la mărimea cometei. Praful nu este probabil să formeze planete de dimensiuni complete la această distanță de stea. Dar, în viitorul apropiat, ALMA va putea observa capcanele de praf mai aproape de stelele lor părinte, unde aceleași mecanisme sunt în lucru. Astfel de capcane de praf ar fi cu adevărat leagăn pentru planetele nou-născute. ”
Pe măsură ce particulele mai mari migrează spre zonele cu presiune mai mare, capcana de praf capătă formă. Pentru a valida descoperirile lor, cercetătorii au folosit modelarea computerului pentru a arăta că o regiune de înaltă presiune poate apărea din mișcarea gazului la marginile deschiderii. Se potrivește cu observația discului Oph IRS 48.
„Combinația dintre lucrările de modelare și observațiile de înaltă calitate ale ALMA face din acest proiect unic”, spune Cornelis Dullemond de la Institutul de Astrofizică Teoretică din Heidelberg, Germania, care este un expert în evoluția prafului și modelarea discurilor și membru al echipei. . „În jurul perioadei în care au fost obținute aceste observații, am lucrat la modele care prevesteau exact aceste tipuri de structuri: o coincidență foarte norocoasă.”
„Această structură pe care o vedem cu ALMA ar putea fi redusă pentru a reprezenta ceea ce se poate întâmpla în sistemul solar interior unde s-ar forma mai multe planete stâncoase asemănătoare Pământului”, a spus Birnstiel. „În cazul acestor observații, este posibil să vedem ceva analog cu formarea centurii Kuiper a Soarelui sau a norului Oort, regiunea sistemului nostru solar de unde se crede că provin cometele.”
Ca acea fabrică de vis a copilăriei noastre, ALMA este încă în construcție. Aceste observații unice au fost făcute cu receptoarele ALMA Band 9 - instrumente realizate la nivel european care permite ALMA să livreze până acum cele mai clare și mai detaliate imagini ale sale.
„Aceste observații arată că ALMA este capabil să furnizeze știință transformațională, chiar și cu mai puțin de jumătate din gama completă folosită”, spune Ewine van Dishoeck, de la Observatorul Leiden, care a contribuit major la proiectul ALMA de mai bine de 20 de ani. . „Creșterea incredibilă atât a sensibilității, cât și a clarității imaginii din Banda 9 ne oferă posibilitatea de a studia aspectele de bază ale formării planetei, în moduri care pur și simplu nu au fost înainte.”
Sursa povești originale: Comunicat de știri ESO. Pentru lectură suplimentară: Comunicat de presă NRAO.
