Rodzące się gazowe olbrzymy mogą kryć się w dysku pyłowym
Skupiska materii w dysku protoplanetarnym rzucają zimny cień, który może wpływać na rozwój niektórych planet.
Wygenerowany komputerowo obraz przedstawiający ciemny dysk protoplanetarny widziany pod kątem 90° do dżetów (pomarańczowe) wystrzeliwanych z biegunów młodej gwiazdy. Źródło: Mark Garlick/Science Photo Library.
Dyski protoplanetarne, będące żłobkami dla nowych planet to spłaszczone obszary gazu i pyłu, które obracają się wokół nowo powstałych gwiazd. Z takiego dysku narodziła się Ziemi i inne planety Układu Słonecznego.
Teraz Satoshi Ohashi z RIKEN Star and Planet Formation Laboratory, pierwszy autor artykułu, oraz jego współpracownicy badali dysk protoplanetarny w jednym z najbliższych Ziemi regionów gwiazdotwórczych.
Korzystając z danych z Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) w Chile i Jansky Very Large Array (VLA) w Nowym Meksyku, stwierdzili, że dysk ma szerokość 80–100 jednostek astronomicznych.
Dysk jest niestabilny i zapada się w regionie oddalonym o 20 j.a. od swojej młodej gwiazdy. VLA zidentyfikował wcześniej kilka skupisk materii w tym samym obszarze, a ich powstawanie może być napędzane przez tę niestabilność grawitacyjną.
Te skupiska mogą być prekursorami gazowych olbrzymów, ponieważ są masywne i gęste – mówi Ohashi. Jeżeli ta identyfikacja jest poprawna, oznaczałoby to, że formowanie się planet może rozpocząć się zaskakująco wcześnie w dysku protoplanetarnym.
Naukowcy zmierzyli również temperaturę pyłu w różnych częściach dysku. Dysk jest ogrzewany przez promieniowanie gwiazdy, więc temperatura powinna stopniowo spadać przy większych odległościach od gwiazdy.
Pył w pobliżu gwiazdy może osiągnąć stosunkowo wysoką temperaturę -193 °C. Ale po drugiej stronie skupisk temperatura pyłu gwałtownie spada. Sugeruje to, że skupiska blokują promieniowanie gwiazdy, schładzając pył w ich cieniu. W najbardziej zewnętrznych częściach dysku temperatura pyłu spada do około -263 °C – zaledwie 10 stopni powyżej zera bezwzględnego.
To zacienione, zimne środowisko może wpływać na skład chemiczny planet, które tworzą się w zewnętrznych obszarach dysku, mówi Ohashi.
To odkrycie może pomóc astrofizykom zrozumieć pochodzenie lodowych planet takich jak Uran i Neptun, które krążą wokół naszego własnego Słońca. Sugeruje się również, że nasz Układ Słoneczny utworzył w przeszłości zacieniony region – mówi Ohashi.
Zespół ma teraz nadzieję obserwować inne dyski protoplanetarne, z większą rozdzielczością przestrzenną i czułością, aby ocenić, czy ten efekt cieniowania jest powszechny.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
