Потрага за другим планетима у нашој галаксији загрејала се у последњих неколико деценија, при чему је 3869 планета откривено у 2.886 система, а још 2.898 кандидата који чекају потврду. Иако је откриће ових планета научило научнике о врстама планета које постоје у нашој галаксији, још увек много тога не знамо о процесу стварања планета.
Да би одговорио на та питања, међународни тим недавно је користио Атацама велики милиметар / субмилиметарски низ (АЛМА) за спровођење првог опсежног истраживања протопланетарних дискова велике резолуције око оближњих звезда. Познат као Подструктуре диска при пројекту високог угла резолуције (ДСХАРП), овај програм је направио слике високе резолуције 20 оближњих система у којима су прашина и гас били у процесу формирања нових планета.
Њихови резултати подељени су у серији од десет радова који су постављени у посебном броју Тхе Астропхисицал Јоурнал Леттерс. Одговорни тим укључује чланове Харвард Смитхсониан Центра за астрофизику (ЦфА), Заједничке опсерваторије АЛМА и више опсерваторија, истраживачких института и универзитета.
У сваком случају, истраживачи ДСХАРП-а приметили су присуство празнина у диску које су биле далеко од средишње звезде и чинило се да разграничавају унутрашњи и спољни део диска. Резултирајући прстенови такође су били густо набијени или формирани тањи тракови, у зависности од њихове удаљености од звезде. Ови обрасци, нагласили су, могли би бити резултат невидљивог планетарног пратилаца који пробија диск.
Друга могућност је да структуре дискова подлежу глобалној нестабилности која је слична онима које се виде у спиралним галаксијама (попут Млечног пута). Према истраживачима, најубедљивије објашњење је да се велике планете (попут гасних гиганата) формирају претежно у спољашњим дисковима, што би указивало да се формирање планета одвија много брже него што то допуштају тренутне теорије о формирању планета.
Ово могуће објашњење такође би помогло да се објасни како су земаљске планете (тј. Стеновите и сличне величине Земљи) које формирају ближе својим звездама способне да преживе ране фазе свог формирања. Сеан Андревс, астроном из Харвард-Смитхсониан Центра за астрофизику (ЦфА) и један од вођа * кампање за посматрање АЛМА-е, објаснио је значај ових налаза у саопштењу за медије НРАО-а:
„Циљ ове вишемјесечне кампање за посматрање био је тражење структуралних заједничких разлика и разлика у протопланетарним дисковима. Изузетно оштар вид АЛМА-е открио је претходно невидљиве структуре и неочекивано сложене обрасце. Видимо различите детаље око широког асортимана младих звезда разних маса. Најувјерљивија интерпретација ових врло разноликих, малих димензија је да постоје невидљиве планете које комуницирају са материјалом диска. "
Према водећим моделима формирања планета, планете се рађају постепеним накупљањем прашине и гаса унутар протопланетарног диска. Ово започиње зрнима прашине која се спајају у формирање већих и већих стена све док се не појаве астероиди, планестесималс и планете. Сматра се да би овај процес требало да траје милион година, што значи да би протопланетарни дискови у старијим системима на њега имали више видљивости.
Међутим, рана запажања која је спровела АЛМА показала су да многи млади протопланетарни дискови имају добро дефинисане структуре попут прстенова и пукотина. Ове карактеристике су обично повезане са присуством планета, а пронађене су чак и у неколико система старијих само милион година. Као што је објаснила Јане Хуанг, студентица постдипломског студија на ЦфА и чланица истраживачког тима:
„Било је изненађујуће видети могуће потписе формирања планета на првим сликама младих дискова високе резолуције. Било је важно сазнати да ли су то аномалије или су ти потписи били уобичајени на дисковима. "
Пошто је рани скуп узорака био тако мали, кампања ДСХАРП је монтирана да посматра друге протопланетарне дискове ради поређења. Пошто је познато да честице прашине блистају у милиметарској таласној дужини, тим кампање је успео да користи АЛМА матрицу за прецизно мапирање расподјеле густине појасева прашине око система младих звезда и (у зависности од удаљености звезде) да мапира карактеристике као мали као неколико астрономских јединица.
На крају, истраживачки тим је открио да су многе потконструкције (тј. Концентричне празнине и уски прстенови) заједничке готово свим дисковима, док су спирални обрасци и карактеристике сличне луку били ретки. Такође су открили да су дискови и празнине присутни на великом растојању од звезда домаћина - у распону од неколико АУ до више од стотину.
Као што је напоменуто, ова запажања могу помоћи у разрешењу трајне мистерије када је у питању теорија о формирању планета. Конкретно, астрономи су се питали како би се планете могле формирати када би динамика глатког протопланетарног диска натерала било које тело пречника више од центиметра у његову звезду домаћина. У тим околностима, камени објекти већи од астероида не би требали постојати.
У основи, густи прстенови прашине који су посматрали тим створили би узнемирености на диску, што би могло створити зоне у којима би планетезимари били сигурни и имали би времена потребно да прерасту у планете. Као што је Лаура Перез, истраживачица са Универзитета у Чилеу и чланица истраживачког тима, навела:
„Кад је АЛМА заиста открила своје могућности својом иконичном сликом ХЛ Тау-а, морали смо се запитати је ли то необично јер је диск био релативно масиван и млад. Ова последња запажања показују да је ХЛ Тау, иако упечатљив, далеко од необичног и заправо може представљати нормалну еволуцију планета око младих звезда. "
Ово истраживање показује снагу коју врхунски инструменти и научна сарадња имају данас. Захваљујући могућности да виде више и виде даље, научници могу да тестирају астрономске теорије као никада до сада. И у том процесу се наше најосновније представе о томе како је Универзум настао потврђују и оспоравају.
Обавезно уживајте у овој анимацији како изгледа протопланетарни диск, љубазношћу НРАО Оутреацх програма:
* Остали лидери кампање за посматрање АЛМА-е су Андреа Иселла са Универзитета Рице, Лаура Перез са Универзитета у Чилеу и Цорнелис Дуллемонд са Универзитета Хеиделберг.
