Concepția artistului despre discul protoplanetar vechi de 25 de milioane de ani. Credit: David A, Aguilar (CfA). Faceți clic pentru a mări
Ascultă interviul: discul planetar care refuză să crească (6 MB)
Sau abonați-vă la Podcast: universetoday.com/audio.xml
Fraser Cain: Ați găsit cel mai vechi disc planetar. Îmi poți da un sentiment de cât de neobișnuit este acest lucru?
Lee Hartmann: Este vorba despre cel mai vechi disc planetar sau protoplanetar. Cea mai veche pe care am găsit-o înainte era ceva de 10 milioane de ani, deci este de aproximativ 2 până la 2,5 ori mai veche decât orice am găsit înainte.
Fraser: A fost o mare surpriză să găsești ceva atât de vechi?
Hartmann: Da, se pare că jumătate sau mai multe dintre stele au un fel de disc prăfuit extins cu ceva care ar face planetele. La o vârstă de aproximativ un milion de ani sau cam așa ceva. Și apoi cu 10 milioane de ani sau mai puțin, ai ajuns la 10% din toate stelele sau poate chiar mai puțin decât atât. Așadar, a găsi acest lucru la vârsta de două ori a fost într-adevăr destul de remarcabil. Ne-am gândit că până la 20 de milioane de ani am fi într-adevăr scăzuți la zero pentru tot ceea ce mai avea praf în jurul lui, care seamănă foarte mult cu un disc planetar.
Fraser: Ce ar putea menține discul stabil atât de mult timp?
Hartmann: Nu este clar. Sistemul central în acest caz este de fapt o stea binară strânsă și, prin urmare, este posibil - spre deosebire de o singură stea din sistemul nostru solar - există două stele de masă aproape egale, care orbitează în jurul unei orbite foarte apropiate și, deși ceva de dimensiunea undeva între orbita lui Mercur și orbita lui Venus; ceva de acea dimensiune. Acest lucru ar putea fi un fel de lucruri agitate, deoarece fiecare stea are propria sa gravitate și, pe măsură ce se deplasează, ar putea să se agite pe disc și să agite particulele. Ceea ce credem că se întâmplă pentru a face planete este că praful, iepurii mici de praf, un fel de lipit electrostatic în bucăți mici și apoi devine din ce în ce mai mare. Și face roci, apoi face lucruri care seamănă mai mult cu asteroizii și, în sfârșit, cu planetele. Iar stadiul de formare a planetei este ceea ce curăță cu adevărat tot acest praf. Și astfel se crede că acest proces este foarte delicat și lucrurile se stabilesc pe perioade de timp de la mii la milioane de ani. Este posibil ca, dacă o ridicați puțin, păstrând particula suspendată, atunci nu se vor lipi într-adevăr atât de bine și nu vor trece prin restul procesului de formare planetară, așa cum fac majoritatea celorlalte stele.
Fraser: Cât de obișnuit ar fi ceva de genul acesta? Întrucât acesta este cel mai vechi care a fost găsit, credeți că există alte persoane în apropiere, sau este doar un fluh total?
Hartmann: Este greu de imaginat că există doar una dintre aceste lucruri în galaxie, cu atât mai puțin întregul Univers. Dar, aceasta trebuie să fie o întâmplare foarte rară, după cum putem spune. Putem vedea grupuri mari de stele care au 30 de milioane de ani, 50 de ani, 100 de milioane de ani și nu au găsit așa ceva în câteva sute sau chiar mii de stele în total. Este probabil 1 din 1000, poate, sau ceva de genul. Asta ar fi ceea ce aș ghici, dar este greu de știut. Nu ne-am uitat suficient de atent la aceste lucruri. Nu am reușit până de curând. Telescopul spațial Spitzer are doar atât de multă sensibilitate decât orice altceva am fost în stare să facem înainte. Ne-a făcut doar factori de sute de mii de ori capacitatea noastră de a detecta surse slabe precum acest lucru este. Facem doar primii pași pentru a explora ce se află acolo și în cartierul nostru. Cu telescopul Spitzer, încep să se uite la unele dintre aceste alte grupuri, confirmând că de două ori mai mult decât vârsta acestui sistem, mai puțin de 1 din 1000 este așa. Este într-adevăr un sistem destul de unic. Trebuie să-l fi prins în anumite circumstanțe speciale.
Fraser: Crezi că ar putea continua mai multe milioane și milioane de ani. Este încă o vârstă fragedă pentru asta?
Hartmann: Este ceva ce nu înțelegem foarte bine. Și unul dintre motivele pentru a studia aceste tipuri de sisteme este faptul că avem într-adevăr nevoie de mult ajutor în înțelegerea fizicii acestui lucru. Fizica modului în care planetele se formează din iepurii de praf practic pentru a începe. Este doar un proces atât de complicat și există tot felul de lucruri pe care nu înțelegem cu adevărat că trebuie să avem într-adevăr mai multe sondaje asupra acestor lucruri. Nu știu cu adevărat ce se va întâmpla cu acest sistem. Parerea mea este că probabil nu va continua și coagulează în planete dacă nu a făcut-o deja. Teoria sugerează că există un fel de prag pe care trebuie să-l îndeplinești. Trebuie să aveți suficient de multe lucruri pentru a face acest lucru, pentru a trece cu adevărat peste cocoașa de a face corpuri mai mari, care apoi pot mătura tot praful mai mic și șterge discul. Dacă nu ajungeți vreodată la pragul respectiv, s-ar putea să nu faceți niciodată planete. Bănuiesc că este posibil să apară, iar o parte din boabele de praf se vor arunca sau vor intra în spirală lent în stea și asta este sfârșitul, dar nu înțelegem cu adevărat.
Fraser: Au mai fost văzute discuri formatoare ale planetei în jurul sistemelor binare?
Hartmann: Da, dacă pot să mă calific să spun că presupunem că aceste discuri fac planete. Nu am avut cu adevărat arma de fumat completă pentru a spune că aceste discuri prăfuite fac de fapt planete. Cred că este o probabilitate foarte puternică, deoarece vedem tot acest praf distribuit în jurul stelelor foarte tinere și atunci totul a dispărut. Știm că trebuie să coagulăm tot praful și să obținem lucrurile mici și să le punem în lucruri mari pentru a face planete. Așadar, aceasta este presupunerea pe care o facem, dar am vrut doar să spun că nu am conectat de fapt punctele pe această problemă.
Fraser: Așa, s-au văzut discuri în jurul sistemelor binare ca asta?
Hartmann: Da, au. Această problemă este că, practic, nu puteți avea discul la aceeași orbită de dimensiune ca orbita binară. Cealaltă stea va înghiți doar tot praful, o va evapora sau o va arunca. Pe de altă parte, dacă aveți un binar foarte larg, dacă aveți ceva unde cealaltă stea este foarte departe, puteți avea un disc în interiorul acelui binar și nu știe că există o altă stea care orbitează în jur. Orbităm în jurul Soarelui, iar Jupiter se află acolo la mai multe unități astronomice și asta face doar mici perturbații pe orbita Pământului. În mod similar, ați putea avea un sistem în care cele două stele sunt relativ strânse între ele, iar discul să fie în afara zonei periferice. Și deci, pe discul respectiv, se pare că există o singură stea. Nu este exact așa, deoarece cele două stele orbitează, astfel încât gravitația o crește puțin. Dar nu este chiar atât de departe de a avea doar un singur obiect. Atât timp cât discul este fie mult mai mare decât binarul, fie mai mic decât cel binar, sunteți bine. Dacă discul este mult mai mare decât binarul, totuși, poate fi atât de tenuos și atât de răspândit încât niciodată nu coagulează efectiv în planete. Este un lucru pe care am prezice-o, dar acesta nu este un lucru pe care încă îl putem demonstra observațional.
Fraser: Aveți câteva observații asupra observațiilor planificate pentru acest lucru?
Hartmann: Ceea ce cred că am dori să încercăm și să facem este să obținem observații mai lungi de undă pentru a vedea unde se termină discul, pentru că în acest set de observații, spunem practic că există un disc, dar nu știm cum mare este. Întrebarea este: Există ceva în afara acestui sistem care ar putea perturba și discul. Poate fi chiar un sistem triplu pentru tot ceea ce știm, cu un însoțitor mult mai larg, care are o masă scăzută și nu am văzut. Și asta ar putea într-adevăr să crească și să împiedice discul să lase planetele să se coaguleze, cel puțin. Și apoi celălalt lucru pe care încercăm să îl facem este că încercăm să identificăm alte sisteme de genul acesta, care au și 20 de milioane de ani, 30 de milioane de ani. Dacă mai găsim aceste lucruri, trebuie doar să vedem cât de comune sunt și dacă sunt toate binare sau ce este special despre ele care le permite să dureze atât de mult. Practic, ceea ce încercăm să facem este să vedem procesul cum un disc se transformă în planete, dar, desigur, durează milioane de ani, deci nu puteți urmări asta - cel puțin, nu îl pot urma. Este ca și cum ai face o imagine a unei populații. Aveți oameni bătrâni, tineri și bebeluși, etc. Și încercați să deduceți cum evoluează evoluția de la alocarea diverselor piese. Și apoi unii oameni sunt mai largi sau mai bine hrăniți și au o cultură diferită sau orice altceva și încercați să vedeți ce efecte diferite au asupra populației din acea imagine. A încerca să găsești alte sisteme similare, este o modalitate de a face experimentul pentru a vedea ce se întâmplă dacă ai un binar mult mai larg sau ce se întâmplă dacă este o altă stea de masă la mijloc. Nu putem face într-adevăr experimentul, dar dacă găsim suficiente tipuri diferite de obiecte ca acesta, natura a făcut experimentul în diferite locuri și trebuie doar să ieșim în evidență.
Această descoperire a fost anunțată inițial pe Space Magazine pe 19 iulie 2005.
