Kui te ei loe seda lennukis või rahvusvahelises kosmosejaamas, siis elate praegu planeedi pinnal. Olete siin, sest planeet on siin. Aga kuidas planeet siia sattus? Nagu veerev lumepall, mis kogub rohkem lund, tekivad planeedid noori tähti ümbritsevast lahtisest tolmust ja gaasist. Kui planeedid tiirlevad, tõmbab nende gravitatsioon rohkem kaduma läinud materjali ja nende mass kasvab. me pole kindladmillalplaneetide moodustumise protsess algab uute tähtede orbiidil, kuid meil on uskumatuid uusi teadmisi ühest noorimast päikesesüsteemist, mida eales nähtud, nimega IRS 63.
Rho Ophiuchi pilvekompleks on gaasi ja tolmu udukogu, mis asub Ophiuchuse tähtkujus. See on üks Päikesesüsteemile lähimaid tähtede tekkepiirkondi, kus vaadeldi noorte tähesüsteemi IRS 63.
Ürgne supp
Pöörleb noorte tähtede orbiidil (võiprotostaarid)nimetatakse massiivseteks tolmu- ja gaasikettadeksringikujulised kettad.Need kettad on piisavalt tihedad, et olla läbipaistmatud, varjates noori päikesesüsteeme nähtava valguse eest. Prototähest lähtuv energia aga soojendab tolmu, mis seejärel helendab infrapunakiirgust, mis tungib takistustest kergemini läbi kui lainepikkused nähtavast valgusest. Tegelikult määrab selle klassifikatsiooni see, mil määral vaadeldakse äsja moodustunud tähesüsteemi kas nähtavas või infrapunavalguses. Klassi 0 prototähed on täielikult kaetud ja neid saab jälgida ainult submillimeetristel lainepikkustel, mis vastavad kaug-infrapuna- ja mikrolainevalgusele. I klassi prototähed on vaadeldavad infrapunases valguses, II klassi prototähed lähi-infrapunases/punases valguses ning lõpuks saab III klassi prototähe pinda ja päikesesüsteemi vaadelda ka nähtavas valguses, kuna järelejäänud tolm ja gaas puhutakse minema kasvavas valguses. tähe energia JA/VÕI on kujunenud PLANEETIdeks! Sealt me tulime. Uute moodustuvate tähtede ümber tiirlev järelejäänud materjal koguneb USA moodustamiseks. Kogu protsess 0 klassist III klassini, mil päikesesüsteem lahkub oma tolmukookonist ja ühineb galaktikaga, on umbes 10 miljonit aastat. Kuid millises etapis algab planeetide teke? Noorimad ringikujulised kettad, mida me vaatlesime, on miljon aastat vanad ja näitasid, et planeetide teke oli juba alanud. Hiljuti vaadeldud IRS 63 on vähem kui 500 000 aastat vana – I klass – ja sellel on märke võimalikust planeedi tekkest. Põnevus? Olime üllatunud, nähes tõendeid planeetide tekkest nii varajases päikesesüsteemi elus.
IRS 63 Circumstellar Disk C. ALMA / Segura-Cox et al. 2020
'Olenemata sellest, kas planeedid on IRS 63 kettal juba olemas või mitte, on selge, et planeetide moodustumise protsess algab noorte protostellaarsete faasidega, varem, kui praegused planeetide moodustumise teooriad ennustavad.'
- Segura-Cox jt. 2020
Ülaltoodud pilt on protostar IRS 63 pildil ALMA (Atacama suur millimeetri/submillimeetri massiiv) . ALMA suudab piiluda läbi tähesüsteemi ümbritseva ümmarguse ketta tolmuse katte. IRS 63 asub Maast 144 parseki kaugusel (umbes 470 valgusaastat) ketta raadiusega 82AU (astronoomilised ühikud ehk keskmine Maa-Päikese kaugus 150 miljonit km). Kuigi oleme tuvastanud veelgi nooremad prototähed, on nende kettad suunatud servale või serva lähedale, nii et nende omadusi on raske jälgida. Meie vaatenurgast on IRS 63 meie poole kallutatud 45 kraadi, pakkudes vaadet päikesesüsteemi tekke algfaasidele. Pildi kontrastsuse ja detailsuse suurendamiseks loodi IRS 63 arvutimudel, mis oli “sile”, justkui oleks tolm ja gaas häireteta tähe ümber kogunenud – “täiuslik” ketas. See arvutimudel lahutati tegelikust pildist, suurendades erinevusi tegeliku ketta ja simuleeritud ketta vahel.
Astronoomi juhitud rahvusvaheline teadlaste meeskond Dominqiue Segura-Cox Max-Plancki Instituut jälgis ketta nelja peamist tunnust – kahte rõngast (R1 ja R2) ja kahte pilu (G1 ja G2). Sisemine rõngas R1 asub raadiuses 27AU laiusega 6AU, samas kui R2 asub raadiuses 51AU laiusega 13AU. G1 on raadiuses 19AU laiusega 3,2AU, samas kui G2 on raadiuses 37AU laiusega 4,5AU
Vasakult paremale: algne IRS 63 pilt, simuleeritud pilt ja sellest tulenev erinevus nende vahel, mis täiustab Ring ja Gap funktsioone. C. ALMA/Segura-Cox et al. 2020
IRS 63 c rõnga ja vahe funktsioonid. ALMA/Segura-Cox et al. 2020
Mind the Gap
Lõhe ja rõnga omadused võivad viidata planeetide tekkele või protsessidele, mis põhjustavad planeedi teket. On teada, et küpsematel ringikujulistel ketastel täheldatud tühimikud on põhjustatud protoplaneetidest, mis 'karjavad' tolmu selgelt jälgitavateks rõngasteks, raiudes samal ajal välja tühimiku, kuhu planeet tiirleb. Tekivad tühimikud, kus protoplaneedi gravitatsioon on kinni püüdnud ketta materjali ja liidetud planeedi endaga. Küpsemates II klassi ketastes ei näita lüngad peaaegu üldse infrapunatolmu, mis tähendab, et need on peaaegu tolmuvabad. IRS 63 lüngad näitavad endiselt tolmu, mis tähendab, et lünkades on endiselt tolmu. Niisiis, kas siis on planeete, mis tiirlevad ümber IRS 63? Meeskond ütleb, et vastus on 'mitmetähenduslik'. AGA kui lüngad tekivad tiirlevate protoplaneetide poolt, saab nende suurusi hinnata. G1 vahe võiks olla koduks planeedile, mille mass on umbes 0,47 Jupiteri ja G2 võiks asuda planeedil, mille mass on 0,31 Jupiteri.
Helistaja
Kuigi lüngad saab välja lõigata protoplaneetide kogunemisega, võivad rõngad olla ka protoplaneetide moodustumise katalüsaatorid. Meie planeetide moodustumise mudelites on kõrvaline probleem, mida nimetatakse 'radiaalse triivi probleemiks'. Hõõrdumine ketta tolmu vahel tekitab tõmbeefekti, mille tõttu tolm kaotab hoo ja triivib või 'kukkub' üle ketta raadiuse tähe sisse. Mõelge vähem orbiidile ja rohkem kanalisatsiooni tiirlemisele. Kuid ilmselgelt on meil tähesüsteemid, seega peab olema loomulik protsess, mis takistab süsteemis oleva tolmu spiraalselt prototähesse sattumast. Rõngastruktuurid võivad olla need, mis süsteemi päästavad. Rõngad moodustuvad tähe ümberkujulises kettas olevatest lenduvatest gaasidest, mida rõhub tähe energia. Kui tolm kukub sissepoole, suruvad ketta gaasid väljapoole, luues barjääri, kuhu tolm kuhjub ja võib protoplaneetidesse koguneda.
Planeedi evolutsioon
Jällegi, me ei tea kindlalt, kas IRS 63 keerlevas gaasis ja tolmus eksisteerivad planeedid või protoplaneedid. Kui planeedid eksisteerivad, on süsteem nende otseseks vaatlemiseks liiga noor. Uurimisrühm ütleb aga: 'Kui IRS 63 kettal planeetide moodustumine juba algab, siis tõenäoliselt kasvavad ja arenevad planeedid ja prototähed koos varasest ajast.' Isegi oodatust varem. IRS 63 pildid toetavad ka hüpoteese gaasihiiglase tekke kohta. Prototähele lähemal kuumutatakse ja ergastab gaase tähe energiaga nii, et need ei saa ühineda protoplaneediks. Selle asemel peaksid gaasid kogunema väljaspool lumepiiri raadiust tähest, kus need on külmunud, ja võivad koguneda planeedi pinnale. Jupiter tiirleb praegu 5,2 AU-l, kuid simulatsioonid näitavad, et see tekkis palju kaugemal, peaaegu 30 AU juures, ja rändas aja jooksul sissepoole. Kui IRS 63 lüngad viitavad gaasihiiglase tekkele, oleksid need kooskõlas mudelitega, mis ennustavad Jupiteri teket kaugemas raadiuses meie enda päikesesüsteemis.
Kõigist, mida olen kosmose kohta õppinud, on see meie olemasolu reaalsus alati kõige alandavam ja aukartust äratavam: Maa, elu Maal, sina, mina – me oleme sõna otseses mõttes tehtud tähtede tolmust ja gaasidest. Me kõik alustasime, nagu IRS 63, keerlevast massist, mille põhilised loodusjõud kogusid kokku, et saada kivideks, ookeanideks, pilvedeks, rakkudeks, jalgadeks ja tiibadeks, paberiks ja teleskoobideks, arvutiteks ja tähelaevadeks. Nagu dr Jill Tarter kohta SET ütleb: 'Meie kõik oleme see, mis juhtub, kui vesiniku ja heeliumi ürgsegu areneb nii kaua, et hakkab küsima, kust see pärit on.'
Rohkem uurida:
Planeedi teke tähelapseeas – Smithsoniani astrofüüsikaline vaatluskeskus
Kuidas tekivad planeedid? Semarkona meteoriit näitab mõningaid vihjeid – universum täna
Planeetidega või ilma tähtede vahel pole keemilist vahet – Universum täna
Kas Jupiter sündis Neptuuni ja Pluuto praegustest orbiitidest kaugemal? - PNAS Täiendav keskmise infrapuna-uuring rho Ophiuchi pilve noorte tähtede populatsiooni kohta: põhijada-eelsete tähtede heledus ja massid – Astrophysical Journal
