Przejdź do głównej zawartości

Sprawa brakującego tlenku węgla

Planety rozpoczynają swoje życie w dyskach okołogwiazdowych złożonych z gazu i materii, więc zrozumienie tych tzw. dysków protoplanetarnych jest kluczem do zrozumienia procesów formowania się planet. Jedną z interesujących cech dysków protoplanetarnych jest to, że zawierają mniej tlenku węgla niż typowy ośrodek międzygwiezdny. Kiedy i jak powstaje ten deficyt?


Tlenek węgla (CO) jest jednym z najczęściej występujących w kosmosie związków i może być wykorzystany do śledzenia innych związków chemicznych wraz ze strukturą i rozkładem masy obiektów. Wydaje się jednak, że dyskom protoplanetarnym brakuje CO w zaskakującym stopniu w stosunku do ośrodka międzygwiezdnego. Tlenek węgla może zostać zniszczony przez procesy chemiczne lub zamrożony ze stanu gazowego, ale te same mechanizmy nie są w stanie wyjaśnić deficytu CO widocznego w dyskach protoplanetarnych.

Dyski protoplanetarne są rozwiniętą formą dysków protogwiazdowych, które powstają, gdy obłok gazu zapada się, by urodzić gwiazdę. Czy tlenek węgla może rozproszyć się na tym wcześniejszym etapie dysku protogwiazdowego? A może do jego wyczerpania dochodzi tylko wtedy, gdy dysk jest starszy?

To pytanie uzasadniło ostatnie badanie przeprowadzone przez grupę naukowców pod kierownictwem Ke Zhang (University of Michigan). Zhang i jej współpracownicy wykorzystali obserwacje radiowe trzech młodych (mających mniej niż milion lat) dysków protogwiazdowych aby zmierzyć ich poziom CO i porównać je z typowym ośrodkiem międzygwiezdnym.

Naukowcy wybrali dyski na podstawie tego, czy ich strukturę można zobaczyć w obserwacjach radiowych. Szukali trzech różnych form tlenku węgla, które łącznie z modelami mogłyby badać zawartość CO w całym dysku. Do dopasowania dysków zastosowano różne modele, z dostosowaniem takich parametrów, jak stosunek gazu do pyłu i poziomy wodoru molekularnego.

Zespół stwierdził, że zawartość CO we wszystkich trzech dyskach protogwiazdowych jest podobna do zawartości w ośrodku międzygwiezdnym. To stawia je na wyższym poziomie w stosunku do dysków starszych niż milion lat.

Co to oznacza dla problemu braku CO? Wydaje się, że spadek tlenku węgla występuje po około milionie lat. Oznacza to, że proces zubożenia CO przebiega dość szybko – w skali astronomicznej – i nakłada ścisłe ograniczenia na odpowiedzialne za nie mechanizmy, a także ogranicza zubożenie w dysku a nie w otaczającej powłoce opadającego gazu.

Rozwiązanie zagadki może wymagać zbadania kombinacji procesów fizycznych i chemicznych, a także obserwacji większej próbki dysków protogwiazdowych. Tak czy inaczej, CO nadal jest użyteczną molekułą do znajdowania (lub nie znajdowania) w kosmosie!

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

Popularne posty z tego bloga

Wykryto największą eksplozję w historii Wszechświata

Naukowcy badający odległą gromadę galaktyk odkryli największą eksplozję obserwowaną we Wszechświecie od czasów Wielkiego Wybuchu.

Wybuch pochodził z supermasywnej czarnej dziury w centrum odległej o setki milionów lat świetlnych stąd galaktyki. W trakcie eksplozji zostało uwolnione pięć razy więcej energii, niż przy poprzednim ówczesnym najpotężniejszym wybuchu.
Astronomowie dokonali tego odkrycia przy użyciu danych z obserwatorium rentgenowskiego Chandra i XMM-Newton, a także danych radiowych z Murchison Widefield Array (MWA) w Australii i Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) w Indiach.
Ten potężny wybuch został wykryty w gromadzie galaktyk Ophiuchus, która znajduje się około 390 mln lat świetlnych stąd. Gromady galaktyk to największe struktury we Wszechświecie utrzymywane razem przez grawitację, zawierające tysiące pojedynczych galaktyk, ciemną materię i gorący gaz.
W centrum gromady Ophiuchus znajduje się duża galaktyka zawierająca supermasywną czarną dziurę. Naukowcy uważają, że źró…

Odkryto najbliższą znaną „olbrzymią planetę niemowlęcą”

Nowonarodzona masywna planeta znajduje się zaledwie 100 parseków od Ziemi.

Naukowcy odkryli nowonarodzoną masywną planetę bliższą Ziemi niż jakikolwiek tego typu obiekt w podobnym wieku. Olbrzymia niemowlęca planeta, nazwana 2MASS 1155-7919 b, znajduje się w asocjacji Epsilon Chamaeleontis i leży tylko około 330 lat świetlnych od naszego Układu Słonecznego.
„Ciemny, chłodny obiekt, który znaleźliśmy, jest bardzo młody i ma zaledwie 10 mas Jowisza, co oznacza, że prawdopodobnie patrzymy na planetę niemowlęcą, być może wciąż w fazie formowania się. Chociaż zostało odkrytych wiele innych planet podczas misji Kepler i innych podobnych, prawie wszystkie z nich są planetami ‘starymi’. Obiekt ten jest jednocześnie czwartym lub piątym przykładem planety olbrzymiej krążącej tak daleko od swojej gwiazdy macierzystej. Teoretycy usiłują wyjaśnić, w jaki sposób się tam uformowały lub jak tam dotarły” – powiedziała Annie Dickson-Vandervelde, główna autorka pracy.
Do odkrycia naukowcy wykorzystali dane…

Czy rozwiązano tajemnicę ekspansji Wszechświata?

Badacz z Uniwersytetu Genewskiego rozwiązał naukową kontrowersję dotyczącą tempa ekspansji Wszechświata, sugerując, że na dużą skalę nie jest ono całkowicie jednorodne.


Ziemia, Układ Słoneczny, cała Droga Mleczna i kilka tysięcy najbliższych nam galaktyk porusza się w ogromnym „bąblu” o średnicy 250 mln lat świetlnych, gdzie średnia gęstość materii jest o połowę mniejsza niż w pozostałej części Wszechświata. Taka jest hipoteza wysunięta przez fizyka teoretyka z Uniwersytetu Genewskiego (UNIGE) jako rozwiązanie zagadki, która od dziesięcioleci dzieli społeczność naukową: z jaką prędkością rozszerza się Wszechświat? Do tej pory co najmniej dwie niezależne metody obliczeniowe osiągnęły dwie wartości różniące się o około 10% z odchyleniem, które jest statystycznie nie do pogodzenia. Nowe podejście usuwa tę rozbieżność bez korzystania z „nowej fizyki”.
Wszechświat rozszerza się od czasu Wielkiego Wybuchu, który miał miejsce 13,8 mld lat temu – propozycja po raz pierwszy przedstawiona przez b…