Koliko dugo traje formiranje planete? Možda ne tako dugo koliko smo mislili, prema novom istraživanju.
Posmatranja pomoću Atacama velikog milimetarskog/submilimetarskog niza (ALMA) pokazuju da formiranje planeta oko mladih zvezda može početi mnogo ranije nego što su naučnici mislili.
Ovi novi rezultati predstavljeni su na 243. sastanku Američkog astronomskog društva. Cheng-Han Hsieh, Ph.D. kandidata na Jejlu, izneo je nova zapažanja.
„ALMA-ina rana posmatranja mladih protoplanetarnih diskova otkrila su mnoge prelepe prstenove i praznine, moguća mesta formiranja planeta“, rekao je on. „Pitao sam se kada su ovi prstenovi i praznine počeli da se pojavljuju na diskovima.
Hsieh misli na dobro poznate ALMA slike protoplanetarnih diskova o kojima su vesti već nekoliko godina. Ove slike prikazuju protoplanetarne diskove oko mladih zvezda sa prazninama za koje naučnici misle da su mesta na kojima se formiraju planete.
Ali ova ranija slika i slične njoj su slike diskova klase 2. Nove slike iz ALMA deo su istraživanja CAMPOS (Corona australis, Akuila, chaMaeleon, oPhiuchus north, Ophiuchus i Serpens), nazvanog po molekularnim oblacima koji su proučavani u istraživanju.
Pokazuju diskove klase 0 i klase 1, koji su mlađi. Klase se odnose na starost zvezda na kojima se nalaze diskovi. U stvari, u ovim mladim godinama, čak se i ne zovu zvezdama; zovu se mladi zvezdani objekti (ISO).
ISO klase 2 je protozvezda sa vidljivom fotosferom. Ali nove slike pokazuju ISO i diskove koji su klase 0 i klase 1. U ovim mladim godinama, ISO su još uvek u fazi kolapsa i formiranja.
ISO je samo objekat klase 0 oko 10.000 godina i objekat klase 1 nekoliko stotina hiljada godina. Dakle, pronalaženje prstenova i praznina u diskovima oko ovih izuzetno mladih zvezdanih objekata je u najmanju ruku iznenađujući razvoj.
Ako se planete formiraju ovako rano u životu Sunčevog sistema, to dovodi u pitanje naše celokupno razumevanje kako se planete formiraju.
Postoje dve teorije o tome kako se planete formiraju: akrecija jezgra i gravitaciona nestabilnost.
U akreciji jezgra, kameno jezgro se formira od sudarajućih planetezimala, a kada ima dovoljnu masu, privlači gasni omotač. Naučnici misle da se tako formiraju veliki gasni giganti poput Jupitera.
U gravitacionoj nestabilnosti, protoplanetarni disk postaje dovoljno masivan da je nestabilan i formiraće se gravitaciono vezane grudve. Grupe i fragmenti nastavljaju da formiraju planete.
„Teško je formirati džinovske planete u roku od milion godina od osnovnog modela akrecije“, rekao je Cheng-Han Hsieh.
Na konferenciji za štampu AAS, gde je predstavio svoj rad, Hsieh je upitan da li ove slike prikazuju prve faze formiranja planete. Da li je moguće da proces počinje još ranije, a mi to jednostavno ne vidimo?
„Naša anketa je ograničena ugaonom rezolucijom“, objasnio je Hsieh. „Naša ugaona rezolucija je oko 15 AJ, tako da možemo da otkrijemo samo podstrukture kao što su prstenovi i praznine veće od 8 AJ.
„Dakle, da to stavimo u perspektivu, rastojanje između Sunca i Saturna je 9 AJ. Dakle, ako postoji praznina ili prsten veći od udaljenosti između Sunca i Saturna, onda te podstrukture možemo da otkrijemo.“
„Ne vidimo nikakve podstrukture u najranijim sistemima, a to bi moglo biti zato što su podstrukture ranije manje“, rekao je Hsieh.
Itan Sigel iz „Počinje sa praskom“ postavio je Siju još jedno važno pitanje. „Lepo je što vidite strukturu koja se pojavljuje na ovim ranim diskovima“, rekao je Sigel.
„Da li postoje dokazi za ili protiv toga da ono što vidimo je struktura koja formira planetu za razliku od prolazne osobine koja je urezana u disk i koja će biti isprana tokom evolucije ovog planetarnog sistema kao što pokazuju neke simulacije?“
„Za simulacije, ako imate planete veličine Zemlje ili Neptuna unutar protoplanetarnog diska, one će početi da akreiraju gas iz okolnog gasa, a zatim će tokom vremena izrezati praznine i prstenove“, rekao je Hsieh.
„S druge strane, različite nestabilnosti kao što su poremećaji u gustini ili temperaturi takođe mogu izazvati podstrukture. Tako da je veoma teško, iz posmatranja, utvrditi da li su ove podstrukture definitivno uzrokovane planetom ili dolaze iz nestabilnosti.“ “
Hsieh je takođe objasnio da je to teško reći sa sigurnošću i da je to predmet mnogih istraživanja. Takođe je objasnio koliko je važno otkriti praznine i prstenove, bez obzira da li su planete ili neka vrsta nestabilnosti.
„Ali još uvek je veoma važno utvrditi kada se ove podstrukture formiraju, jer iako ne znamo da li se unutra nalazi planeta, to nam i dalje daje vremensku skalu za formiranje planeta“, objasnio je Hsieh.
To je zato što ni planete ni bilo koja podstruktura ne mogu da se formiraju dok se disk ne smiri i turbulencija ne splasne. Dakle, čak i ako to zapravo nisu planete, njihovo prisustvo ukazuje da se protoplanetarni disk dovoljno smirio da strukture i planete počnu da se formiraju.
Ako su u pitanju planete, onda slike pokazuju da mogu da počnu da se formiraju u roku od oko 300.000 godina u životu mladog zvezdanog objekta u kome se nalazi disk. Samo buduća posmatranja mogu nam reći da li su to zaista planete.
Rad koji predstavlja ove slike i rezultate je u pripremi za objavljivanje.
