Једна од тренутно најтоплијих астрофизичких тема - лов на планете сличне Земљи око других звезда - управо је добила важан подстицај из нових спектралних осматрања МИДИ инструментом на ЕСО ВЛТ Интерферометер (ВЛТИ).
Међународни тим астронома [2] набавио је јединствене инфрацрвене спектре прашине у најудаљенијим регионима протопланетарних дискова око три младе звезде - сада у стању вероватно врло сличном оном нашег Сунчевог система у настанку, око 4.500 пре милион година.
Извештавајући у овонедељном броју научног часописа Натуре, и захваљујући неуједначеном, оштром и продорном погледу интерферометрије, они показују да су у сва три права састојка присутни на правом месту да започну формирање каменитих планета на овим звездама.
"Песак" у унутрашњим деловима звјезданих дискова
Сунце се родило пре око 4.500 милиона година из хладног и масивног облака међузвезданог гаса и прашине који су се срушили под сопственим гравитационим потезом. Око младе звезде био је прашњав диск у коме су се касније формирали Земља и друге планете, као и комете и астероиди.
Ова епоха је одавно прошла, али још увек смо сведоци тог истог процеса посматрајући инфрацрвену емисију веома младих звезда и прашњаве протопланетарне дискове око њих. До сада, међутим, расположива опрема није омогућавала проучавање расподјеле различитих компоненти прашине на таквим дисковима; чак су и најближи познати предалеко за најбоље појединачне телескопе да би их разрешили. Али сада, како објашњава Францесцо Паресце, научник пројекта за ВЛТ Интерферометар и члан тима из ЕСО-а, „Са ВЛТИ можемо комбиновати светлост два добро одвојена велика телескопа да бисмо добили кутну резолуцију без преседана. Ово нам је омогућило да први пут директно погледамо у најунутарњу регију дискова око неких оближњих младих звезда, тачно на месту где очекујемо да ће се планете попут наше Земље формирати или ће се ускоро формирати “.
Конкретно, нова интерферометријска опажања три младе звезде од стране међународног тима [2], користећи комбиновану снагу два 8,2-метарска ВЛТ телескопа удаљена стотину метара, постигла је довољну оштрину слике (око 0,02 лука) за мерење инфрацрвене емисије из унутрашњу област дискова око три звезде (приближно одговара величини Земљине орбите око Сунца) и емисију из спољног дела тих дискова. Одговарајући инфрацрвени спектри пружили су кључне информације о хемијском саставу прашине на дисковима као и о просечној величини зрна.
Ова проматрања у траговима показују да је унутрашњи дио дискова врло богат кристалним силикатним зрнима („пијесак“) просјечног промјера око 0,001 мм. Настају коагулацијом много мањих, аморфних зрна прашине која су била свеприсутна у међузвездном облаку који су родили звезде и њихове дискове.
Прорачуни модела показују да би кристална зрна требало да буду обилно присутна у унутрашњем делу диска у време формирања Земље. У ствари, метеорити у нашем сопственом соларном систему углавном су састављени од ове врсте силиката.
Холандски астроном Ренс Ватерс, члан тима са Астрономског института са Универзитета у Амстердаму, је одушевљен: „Са свим састојцима на месту и формирањем већих зрна од прашине већ су почели стварања већих и већих комада камена и , коначно, планете налик Земљи са ових дискова је готово неизбежно! "
Трансформација зрна
Већ је неко време познато да већину прашине на дисковима око новорођених звезда чине силикати. У наталном облаку је та прашина аморфна, тј. Атоми и молекули који чине зрно прашине су састављени на хаотичан начин, а зрна су пахуљаста и врло мала, обично величине око 0,0001 мм. Међутим, у близини младе звезде где су температура и густина највиши, честице прашине у ободном диску теже да се лепе заједно тако да зрна постају већа. Штавише, прашина се загрева звјезданим зрачењем и то узрокује да се молекули у зрну поново распореде у геометријске (кристалне) шаре.
Према томе, прашина у областима диска који су најближи звезди убрзо се трансформише из „нетакнутих“ (малих и аморфних) у „прерађена“ (већа и кристална) зрна.
Спектрална опажања силикатних зрнаца у средњем инфрацрвеном таласном подручју (око 10 мм) показаће да ли су „нетакнута“ или „прерађена“. Ранија запажања дискова око младих звезда показала су да је присутна мешавина нетакнутог и обрађеног материјала, али до сада је било немогуће рећи где су различита зрна боравила у диску.
Захваљујући стопостотном повећању кутне резолуције са ВЛТИ и високо осетљивим МИДИ инструментом, детаљни инфрацрвени спектри различитих региона протопланетарних дискова око три новорођене звезде, старе само неколико милиона година, сада показују да је прашина близу звезда је много обрађиванија од прашине у спољашњим деловима диска. У две звезде (ХД 144432 и ХД 163296) прашина на унутрашњем диску је прилично обрађена, док је прашина на спољњем диску готово нетакнута. У трећој звезди (ХД 142527) прашина се обрађује на целом диску. У средишњем дијелу овог диска изузетно је обрађен, у складу са потпуно кристалном прашином.
Важан закључак из ВЛТИ опажања је, дакле, да су грађевински блокови за планете сличне Земљи присутни у циркуларним дисковима од самог почетка. Ово је од велике важности јер указује да су планете земаљског (стеновитог) типа попут Земље највероватније прилично уобичајене у планетарним системима, такође изван Сунчевог система.
Нетакнуте комете
Ова запажања такође имају импликације на проучавање комета. Неке - можда све - комете у Сунчевом систему садрже и нетакнуту (аморфну) и обрађену (кристалну) прашину. Комете су се дефинитивно формирале на великим удаљеностима од Сунца, у спољним областима Сунчевог система у којима је увек било хладно. Стога није јасно како прерађена зрна прашине могу завршити у кометама.
У једној теорији, прерађена прашина се са младог Сунца транспортира напољу турбуленцијом у прилично густом циркуларном диску. Друге теорије тврде да се прерађена прашина у кометама стварала локално у хладним пределима током дужег времена, можда ударним таласима или громовима у диску или честим сударима већих фрагмената.
Садашњи тим астронома закључује да је прва теорија највероватније објашњење за присуство прерађене прашине у кометама. Ово такође подразумева да су комете дугог периода који нас понекад посећују из спољних домета нашег Сунчевог система заиста нетакнута тела која датирају још из времена када Земља и остале планете још нису били формирани.
Проучавања таквих комета, нарочито ако се изводе ин ситу, обезбедиће директан приступ оригиналном материјалу из кога је створен Сунчев систем.
Више информација
Резултати пријављени у овом ЕСО ПР-у детаљније су представљени у истраживачком раду „Грађевни блокови планета у„ земаљској “регији протопланетарних дискова“, Рои ван Боекел и коаутори (Натуре, 25. новембра 2004.). Запажања су извршена током ранијег програма демонстрације науке ЕСО-а.
Напомене
[1]: Ово саопштење за ЕСО издаје се у сарадњи с Астрономским институтом Универзитета у Амстердаму, Холандија (НОВА ПР) и Мак-Планцк-Институтом за астрономију (Хеиделберг, Немачка (МПГ ПР)).
[2]: Тим чине Рои ван Боекел, Мицхиел Мин, Ренс Ватерс, Царстен Доминик и Алек де Котер (Астрономски институт, Универзитет у Амстердаму, Холандија), Цхристопх Леинерт, Оливиер Цхеснеау, Уве Грасер, Тхомас Хеннинг, Раинер К Хлер и Франк Прзигодда (Мак-Планцк-Институт за астрономију, Хеиделберг, Немачка), Андреа Рицхицхи, Себастиен Морел, Францесцо Паресце, Маркус Сцхлерлер и Маркус Виттковски (ЕСО), Валтер Јаффе и Јероен де Јонг (Леиден Обсерватори , Холандија), Анне Дутреи и Фабиен Малбет (Обсерватоире де Бордеаук, Француска), Бруно Лопез (Обсерватоире де ла Азурна обала, Ница, Француска), Гуи Перрин (ЛЕСИА, Обсерватоире де Парис, Француска) и Тхомас Преибисцх (Мак -Планцк-Институт за радиоастрономију, Бон, Немачка).
[3]: Инструмент МИДИ резултат је сарадње немачких, холандских и француских института. Погледајте ЕСО ПР 17/03 и ЕСО ПР 25/02 за више информација.
Изворни извор: ЕСО Невс Релеасе
