Αστρονόμοι ανέφεραν πρόσφατα την πρώτη παρατηρήσιμη στιγμή σχηματισμού πλανητών γύρω από ένα νεαρό αστέρι που ονομάζεται HOPS-315, καταγράφοντας θερμά ορυκτά που μετατρέπονται σε στερεά κοντά στο αστέρι.
Η παρατήρηση μέσω τηλεσκοπίου
Η ομάδα χρησιμοποίησε το Διαστημικό Τηλεσκόπιο James Webb (JWST) και το Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) για να εντοπίσει πού αρχίζουν να εμφανίζονται αυτά τα στερεά. Το HOPS-315 βρίσκεται περίπου 1.300 έτη φωτός μακριά, περιτριγυρισμένο από ένα νέφος αερίου και σκόνης όπου μπορούν να αρχίσουν να σχηματίζονται νέοι κόσμοι.
Τα σήματα δείχνουν ίχνη απλών ορυκτών που αρχίζουν να σκληραίνουν κοντά στο αστέρι, σηματοδοτώντας τα πρώτα βήματα προς την κατασκευή πλανητών.
Γιατί το HOPS-315 έχει σημασία
Οι αστρονόμοι συχνά βλέπουν δίσκους σχηματισμού πλανητών, ωστόσο συνήθως τους εντοπίζουν αφού οι μεγάλοι πλανήτες έχουν ήδη σκαλίσει κενά. Αυτό το αποτέλεσμα καταγράφει τη γραμμή εκκίνησης για βραχώδη δομικά στοιχεία, ένα στάδιο που έχει θεωρηθεί εδώ και δεκαετίες, αλλά ποτέ δεν έχει παρατηρηθεί άμεσα τόσο κοντά στο αστέρι. Οι παρατηρήσεις τοποθετούν αυτά τα στερεά σε απόσταση περίπου 2,2 αστρονομικών μονάδων από το άστρο, μια περιοχή παρόμοια σε κλίμακα με το εσωτερικό ηλιακό σύστημα.
Αυτή η απόσταση είναι το σημείο όπου οι θερμοκρασίες πέφτουν αρκετά ώστε ορισμένα ορυκτά να συμπυκνωθούν, επομένως είναι ένα φυσικό μέρος για να παρακολουθήσουμε την πρώτη εμφάνιση της στερεάς ύλης. Η καταγραφή αυτής της φάσης μας λέει πότε πραγματικά ξεκινά το ρολόι για τον σχηματισμό των πλανητών. Δίνει επίσης στους ερευνητές ένα ζωντανό εργαστήριο για να δοκιμάσουν ιδέες για το πώς η σκόνη γίνεται βράχος και, τελικά, πλανήτες.
Το εύρημα μειώνει ένα μακροχρόνιο χάσμα μεταξύ των μοντέλων και των μετρήσεων. Συνδέει τις κουκκίδες από το θερμό αέριο του νεφελώματος με τους πρώτους απτούς κόκκους που μπορούν να κολλήσουν μεταξύ τους.
Τι είδαν τα τηλεσκόπια
Τα υπέρυθρα φάσματα του Webb αποκάλυψαν υπογραφές θερμού αερίου μονοξειδίου του πυριτίου και κρυστάλλων πυριτικού άλατος κοντά στο άστρο. Το ALMA στη συνέχεια εντόπισε την εκπομπή σε μια συμπαγή ζώνη στον εσωτερικό δίσκο, διαχωρίζοντάς την από την εκροή και τη δραστηριότητα πίδακα που διαφορετικά θα μπορούσαν να μπερδέψουν την εικόνα.
«Για πρώτη φορά, εντοπίσαμε την πρώτη στιγμή που ξεκινά ο σχηματισμός των πλανητών γύρω από ένα άστρο διαφορετικό από τον Ήλιο μας», δήλωσε η Melissa McClure, καθηγήτρια στο Πανεπιστήμιο του Leiden και κύρια συγγραφέας της μελέτης.
Τα ορυκτά εμφανίζονται περίπου στην ίδια περιοχή γύρω από αυτό το νεαρό αστέρι με παρόμοια υλικά που βρίσκονται σε αστεροειδείς στο δικό μας Ηλιακό Σύστημα. Αυτό το μοτίβο υποδηλώνει ότι τα ίδια πρώιμα στάδια κατασκευής πλανητών μπορεί να συμβούν σε πολλά νεαρά συστήματα.
Τα δεδομένα δείχνουν ότι αέριο και κρύσταλλοι συνυπάρχουν, πράγμα που σημαίνει ότι η συμπύκνωση βρίσκεται σε εξέλιξη αυτή τη στιγμή. Αυτός ο χρόνος παρέχει μια άγκυρα για μοντέλα που προβλέπουν πόσο γρήγορα αναπτύσσονται οι κόκκοι σκόνης σε θερμούς εσωτερικούς δίσκους.
Ορυκτά HOPS-315
Κοντά σε ένα νεαρό αστέρι, θερμαίνεται αρκετά ώστε να μετατρέψει το βράχο σε αέριο. Καθώς τα πράγματα ψύχονται, τα πιο σκληρά υλικά αρχίζουν να στερεοποιούνται πρώτα, σχηματίζοντας μικροσκοπικούς κρυστάλλους που περιέχουν μονοξείδιο του πυριτίου, μια απλή ένωση που αποτελείται από πυρίτιο και οξυγόνο. Αυτοί οι πρώτοι κόκκοι συγκρούονται και κολλάνε, σχηματίζοντας συστάδες που μπορούν να αναπτυχθούν σε πλανητοειδή, σώματα αρκετά μεγάλα για να αναλάβει η βαρύτητα.
Μόλις κυριαρχήσει η βαρύτητα, η ανάπτυξη επιταχύνεται και τα έμβρυα βραχωδών πλανητών μπορούν να σχηματιστούν σε γεωλογικές χρονικές κλίμακες. Η ακριβής σύνθεση των πρώιμων συμπυκνωμάτων εξαρτάται από τη θερμοκρασία και την πίεση. Εξαρτάται επίσης από το πόσο αποτελεσματικά κινείται το υλικό προς τα μέσα και προς τα έξω μέσω του δίσκου.
Παρατηρήσεις σαν αυτές μας λένε ποια ορυκτά εμφανίζονται πρώτα και πού. Αυτές οι πληροφορίες περιορίζουν τη χημεία που είναι διαθέσιμη για να σχηματιστούν βραχώδεις πυρήνες και μελλοντικές ατμόσφαιρες.
Επόμενα βήματα για το HOPS-315
Αυτό το σύστημα δίνει στους αστρονόμους έναν καθαρό στόχο για να μετρήσουν πόσο γρήγορα αναπτύσσονται τα στερεά στον εσωτερικό δίσκο. Οι επαναλαμβανόμενες παρατηρήσεις μπορούν να παρακολουθήσουν αλλαγές στην αναλογία αερίου προς στερεό και να αποκαλύψουν πόσο γρήγορα κινούνται οι κόκκοι από σκόνη σε βότσαλο και σε βράχο.
Μελλοντικά δεδομένα μπορούν να ελέγξουν εάν η επεξεργασία θερμότητας είναι κοινή στον γαλαξία ή μια σπάνια διαδρομή. Μπορούν επίσης να αποκαλύψουν εάν η συμπύκνωση του εσωτερικού δίσκου συμβαίνει πάντα κοντά σε παρόμοια απόσταση από το αστέρι.
Η μελέτη δημοσιεύεται στο Nature.
www.worldenergynews.gr
