NASA/ESA/CSA svemirski teleskop Džejms Veb upravo je rešio zagonetku dokazujući kontroverzno otkriće napravljeno sa NASA/ESA Hubble svemirskim teleskopom pre više od 20 godina.
Habl je 2003. pružio dokaze o masivnoj planeti oko veoma stare zvezde, stare skoro koliko i svemir. Takve zvezde poseduju samo male količine težih elemenata koji su gradivni blokovi planeta. To je podrazumevalo da se neka planetarna formacija dogodila kada je naš univerzum bio veoma mlad, i da su te planete imale vremena da se formiraju i porastu u svojim primordijalnim diskovima, čak i veće od Jupitera. Ali kako? Ovo je bilo zbunjujuće.
Da bi odgovorili na ovo pitanje, istraživači su koristili Veba da proučavaju zvezde u obližnjoj galaksiji kojoj, slično ranom univerzumu, nedostaju velike količine teških elemenata. Otkrili su da ne samo da neke zvezde tamo imaju diskove koji formiraju planete, već i da su ti diskovi dugovečniji od onih koji se vide oko mladih zvezda u našoj galaksiji Mlečni put. Rad je objavljen u The Astrophisical Journal.
„Sa Vebom imamo zaista snažnu potvrdu onoga što smo videli sa Hablom i moramo ponovo da razmislimo o tome kako modelujemo formiranje planeta i ranu evoluciju u mladom univerzumu“, rekao je vođa studije Gvido De Marki iz Evropskog svemirskog istraživačkog i tehnološkog centra u ESA. Noordvijk, Holandija.
U ranom univerzumu, zvezde su se formirale uglavnom od vodonika i helijuma, i vrlo malo težih elemenata kao što su ugljenik i gvožđe, koji su nastali kasnije kroz eksplozije supernove.
„Sadašnji modeli predviđaju da sa tako malo težih elemenata, diskovi oko zvezda imaju kratak životni vek, toliko kratak da planete ne mogu da narastu velike“, rekla je koistražitelj Vebove studije Elena Sabi, glavni naučnik Opservatorije Gemini u Nacionalnoj nauci. NOIRLab Fondacije u Tusonu. „Ali Habl jeste video te planete, pa šta ako modeli nisu bili tačni i diskovi bi mogli da žive duže?“
Da bi testirali ovu ideju, naučnici su obučili Veba na Malom Magelanovom oblaku, patuljastoj galaksiji koja je jedna od najbližih suseda Mlečnog puta. Posebno su ispitali masivno jato NGC 346 koje formira zvezde, koje takođe ima relativan nedostatak težih elemenata. Jato je služilo kao obližnji proksi za proučavanje zvezdanog okruženja sa sličnim uslovima u ranom, dalekom univerzumu.
Hablova posmatranja NGC 346 iz sredine 2000-ih otkrila su mnoge zvezde stare oko 20 do 30 miliona godina za koje se činilo da još uvek imaju diskove koji formiraju planete oko sebe. Ovo je bilo protiv uobičajenog verovanja da će se takvi diskovi raspršiti nakon 2 ili 3 miliona godina.
„Hablovi nalazi su bili kontroverzni, protiveći se ne samo empirijskim dokazima u našoj galaksiji, već i trenutnim modelima“, rekao je De Marki. „Ovo je bilo intrigantno, ali bez načina da dobijemo spektre tih zvezda, nismo mogli da utvrdimo da li smo svedoci istinske akrecije i prisustva diskova, ili samo nekih veštačkih efekata.
Sada, zahvaljujući Vebovoj osetljivosti i rezoluciji, naučnici imaju prve spektre formiranja zvezda nalik suncu i njihovog neposrednog okruženja u obližnjoj galaksiji.
„Vidimo da su ove zvezde zaista okružene diskovima i da su još uvek u procesu gutanja materijala, čak iu relativno starosti od 20 ili 30 miliona godina“, rekao je De Marki. „Ovo takođe implicira da planete imaju više vremena da se formiraju i rastu oko ovih zvezda nego u obližnjim regionima za formiranje zvezda u našoj galaksiji.“
Otkrijte najnovije u nauci, tehnologiji i prostoru sa preko 100.000 pretplatnika koji se oslanjaju na Phis.org za dnevne uvide.
Prijavite se za naš besplatni bilten i dobijajte novosti o otkrićima,
inovacije i istraživanja koja su važna – dnevno ili nedeljno.
Ovo otkriće opovrgava prethodna teorijska predviđanja da kada ima vrlo malo težih elemenata u gasu oko diska, zvezda bi vrlo brzo oduvala disk. Tako bi vek trajanja diska bio veoma kratak, čak i manje od milion godina. Ali ako disk ne ostane oko zvezde dovoljno dugo da se zrnca prašine zalepe i da se kamenčići formiraju i postanu jezgro planete, kako se planete mogu formirati?
Istraživači su objasnili da mogu postojati dva različita mehanizma, ili čak kombinacija, da diskovi koji formiraju planete opstanu u sredinama u kojima nema težih elemenata.
Prvo, da bi mogla da oduva disk, zvezda primenjuje pritisak zračenja. Da bi ovaj pritisak bio efikasan, elementi teži od vodonika i helijuma bi morali da borave u gasu. Ali masivno zvezdano jato NGC 346 ima samo oko 10% težih elemenata koji su prisutni u hemijskom sastavu našeg Sunca. Možda je jednostavno potrebno više vremena da zvezda u ovom jatu rasprši svoj disk.
Druga mogućnost je da bi zvezda nalik suncu nastala kada ima malo težih elemenata, morala bi da počne iz većeg oblaka gasa. Veći oblak gasa će proizvesti veći disk. Dakle, u disku ima više mase, pa bi bilo potrebno više vremena da se disk oduva, čak i kada bi pritisak zračenja radio na isti način.
„Sa više materije oko zvezda, akrecija traje duže vreme“, rekao je Sabi. „Diskovima je potrebno deset puta duže da nestanu. Ovo ima implikacije na način na koji formirate planetu i tip sistemske arhitekture koju možete imati u ovim različitim okruženjima. Ovo je tako uzbudljivo.“
