Formowanie się planet może rozpoczynać się wcześniej niż dotychczas sądzono

Pierścienie w układach protoplanetarnych mogą powstawać znacznie wcześniej niż wynika to z konwencjonalnych scenariuszy formowania się planet.

Zdjęcie dysku protoplanetarnego wokół pobliskiej gwiazdy TW Hydrae wykonane przy użyciu ALMA. Źródło: S. ANDREWS (HARVARD-SMITHSONIAN CFA); B. SAXTON (NRAO/AUI/NSF); ALMA (ESO/NAOJ/NRAO /SCIENCE PHOTO LIBRARYY.

Symulacje przeprowadzone przez astrofizyków z RIKEN sugerują, że w swojej długiej podróży do formowania planet ziarna pyłu mogą łączyć się ze sobą znacznie wcześniej niż dotychczas sądzono. Może to oznaczać rewizję konwencjonalnych teorii powstawania planet.

Masywne planety rozpoczęły swoje życie jako drobiny pyłu, które są zbyt małe, aby mogły być zaobserwowane przez ludzkie oko. Planety takie jak Ziemia, o średnicy tysięcy kilometrów, wyewoluowały z submikronowych cząsteczek pyłu międzygwiezdnego – to spory skok na skali – zauważa Satoshi Ohashi z Laboratorium Formowania Gwiazd i Planet RIKEN. Jesteśmy zainteresowani odkryciem, w jaki sposób ziarna pyłu łączą się ze sobą tworząc obiekty o rozmiarach tysięcy kilometrów.

Planety powstają z dysków protoplanetarnych – wirujących dysków gazu i pyłu wokół nowych gwiazd. W dyskach tych zaobserwowano struktury przypominające pierścienie, które z czasem łączą się w coraz większe struktury, prowadząc ostatecznie do powstania planet. Jednak wiele na temat tego procesu pozostaje nieznane.

Teraz, Ohashi i jego współpracownicy zbadali możliwy scenariusz powstawania tych pierścieni, przeprowadzając symulacje komputerowe. Wyniki, które uzyskali wskazują, że pył może zbierać się w większe cząstki w czasie etapu protogwiazdy, podczas gdy sama gwiazda wciąż się formuje, i znacznie wcześniej niż przewidują to obecne teorie powstawania planet. Odkryliśmy, że struktury pierścieniowe pojawiły się nawet na wczesnych etapach formowania się dysku. To sugeruje, że ziarna pyłu mogą stawać się większe wcześniej niż dotychczas sądziliśmy – mówi Ohashi.

Jest to nieoczekiwane odkrycie, ponieważ dysk pyłowy wciąż jest w stanie znacznego przepływu podczas etapu protogwiazdy, co nie jest obiecującym miejscem gromadzenia się pyłu. To naprawdę zaskakujące, ponieważ podczas formowania się planety ziarna pyłu powinny pozostać w dysku, ale materia wciąż wpada do gwiazdy centralnej na etapie protogwiazdy. Sądzimy więc, że formowanie się protoplanet może być bardzo dynamicznym procesem – dodaje Ohashi.

Zespół znalazł dobrą zgodność pomiędzy wynikami symulacji a obserwacjami 23 struktur pierścieniowych w dyskach dzięki ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) w Chile i innym teleskopom. Ich wyniki mogłyby również wyjaśnić niedawne obserwacje pierścieni w dyskach protogwiazdowych. Ostatnie obserwacje ALMA pozwoliły znaleźć co najmniej cztery struktury pierścieniowe w dyskach protogwiazdowych, które są zgodne z symulacjami zespołu.

W przyszłości zespół ma nadzieję uzyskać obrazy struktur pierścieniowych wokół dysków protoplanetarnych w wielu długościach fal, co umożliwiłoby lepsze porównanie symulacji z obserwacjami.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

Popularne posty z tego bloga

Betelgeza jest mniejsza i bliższa niż początkowo sądzono

Odkryto drugą płaszczyznę Układu Słonecznego

Odkryto nową „skamieniałą galaktykę” zakopaną głęboko w Drodze Mlecznej