Gwiazdy i planety rosną razem jako rodzeństwo
Astronomowie znaleźli przekonujące dowody na to, że planety zaczynają się formować, gdy młode gwiazdy wciąż rosną. Obraz w wysokiej rozdzielczości uzyskany przy pomocy ALMA pokazuje młody dysk protogwiazdowy z wieloma szczelinami i pierścieniami pyłu. Ten nowy wynik pokazuje najmłodszy i najbardziej szczegółowy przykład pierścieni pyłowych działających jak kosmiczne kołyski, w których powstają i utrzymują się zarodki planet.
Międzynarodowy zespół naukowców wziął na cel protogwiazdę IRS 63, korzystając z radioteleskopów ALMA. Układ ten znajduje się 470 lat świetlnych od Ziemi głęboko w międzygwiazdowym obłoku L1709 w konstelacji Wężownika. Protogwiazdy tak młode, jak IRS 63 są nadal owinięte dużą i masywną warstwą gazu i pyłu zwaną otoczką, a protogwiazda i dysk karmią się tym rezerwuarem materii.
W układach starszych niż 1 mln lat, wykryto duże ilości pierścieni pyłowych, po tym, jak protogwiazdy zakończyły gromadzenie większości swojej masy. Protogwiazda IRS 63 jest inna: mając mniej więcej 500 000 lat, jest o połowę mniejsza od innych młodych gwiazd z pierścieniami pyłu, i nadal będzie znacząco przybierała masę. Zatem pierścienie wokół IRS 63 też są młode. Kiedyś astronomowie myśleli, że gwiazdy najpierw wkraczają w dorosłość, a potem stają się „matkami” planet, które pojawiły się później. Jednak teraz widać, że protogwiazdy i planety rosną i ewoluują razem od wczesnych czasów, jak rodzeństwo.
Na wcześniejszych etapach powstawania planety napotykają poważne przeszkody. Muszą wyrosnąć z maleńkich cząsteczek pyłu, mniejszych niż kurz domowy na Ziemi. Pierścienie w dysku IRS 63 to ogromne skupiska pyłu, gotowe do połączenia się w planety. Jednak nawet po zlepieniu się pyłu, aby utworzyć zalążek planety, wciąż formująca się planeta mogłaby zniknąć, opadając po spirali do wnętrza i zostać pochłonięta przez centralną protogwiazdę. Jeżeli planety zaczną się formować bardzo wcześnie i na dużych odległościach od protogwiazd, lepiej mogą przetrwać ten proces.
Zespół naukowców odkrył, że w młodym dysku IRS 63 znajduje się około 0,5 masy Jowisza pyłu, dalej niż 20 jednostek astronomicznych od jego centrum (w odległości podobnej do orbity Urana w Układzie Słonecznym). Nie wliczając ilości gazu, który mógłby dodać do 100 razy więcej materii. Potrzeba co najmniej 0,03 masy Jowisza materii stałej, aby uformować jądro planety, które skutecznie akumuluje gaz i rozrasta się, tworząc gazowego olbrzyma. Członek zespołu Jaime Pineda z MPE dodaje: „Wyniki te pokazują, że musimy się skupić na najmłodszych układach, aby naprawdę zrozumieć powstawanie planet”. Jest na przykład coraz więcej dowodów na to, że Jowisz faktycznie mógł uformować się znacznie dalej w Układzie Słonecznym, poza orbitą Neptuna, a następnie migrować do wewnątrz, do swojego obecnego położenia. Podobnie pył otaczający IRS 63 pokazuje, że jest wystarczająco dużo materii z dala od protogwiazdy i na wystarczająco młodym etapie, że jest szansa, aby ten odpowiednik Układu Słonecznego uformował planety w sposób, w jaki podejrzewa się, że został uformowany Jowisz.
Dysk ma rozmiar bardzo podobny do Układu Słonecznego. Nawet masa protogwiazdy jest tylko trochę mniejsza od masy Słońca. Badanie takich młodych dysków protoplanetarnych wokół protogwiazd może dać astronomom ważne spojrzenie na nasze własne pochodzenie.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
