"Ooompah, loompah, hrđa hrđa ... ALMA pronalazi komete skrivene u prašini." Prema mnogim istraživanjima posljednjih godina, astronomi su svjesni da planete izgledaju posvuda oko zvijezda. Sada, zahvaljujući jednom slatkom teleskopu, velikoj milimetar / submilimetarski niz Atacama (ALMA), znanost je napravila veliki korak naprijed u razumijevanju kako zrnca prašine u protoplanetarnom disku jednog dana mogu prerasti u veći format.
Nešto manje od 400 svjetlosnih godina od Zemlje nalazi se mladenački Sunčev sustav katalogiziran kao Oph IRS 48. Na slikama snimljenim s njegovih vanjskih oboda astronomi su pokupili vitalni trag u njegovim vrtložnim masama prašine - područje oblika polumjeseca nazvano “ zamka prašine ”. Istraživači smatraju da ovo područje može biti zaštitni kokon koji omogućava stjenovitim formacijama. Zašto je takva regija važna? To je faktor razbijanja. Kad astronomi pokušaju modelirati prašinu u stjenovite formacije, otkrili su da se čestice samouništavaju ... ili se sudaraju jedna u drugu ili se uvuku u središnju zvijezdu. Da bi mogli napredovati do određene veličine, jednostavno moraju imati zaštićeno područje koje će im omogućiti rast.
"Postoji velika prepreka u dugom lancu događaja koji vodi od sitnih zrna prašine do objekata veličine planeta", rekao je Til Birnstiel, istraživač iz Harvard-Smithsonian centra za astrofiziku u Cambridgeu, Massachusetts, i koautor na rad objavljen u časopisu Science. "U računalnim modelima formiranja planeta, zrnca prašine moraju narasti iz veličine submikrona u objekte do deset puta veće od mase Zemlje u samo nekoliko milijuna godina. No, nakon što čestice postanu dovoljno veće, počinju skupljati brzinu i sudaraju se, vraćajući ih na četvrtastu ploču ili se polako povlače prema unutra, sprečavajući daljnji rast. "
Pa gdje se novorođeni planet, kometa ili asteroid može sakriti? Nienke van der Marel, studentica doktorskog studija na Opservatoriju Leiden u Nizozemskoj i vodeća autorica članka, koristila je ALMA zajedno sa svojim suradnicima kako bi pomno pogledala Oph IRS 48 i otkrila struju plina s središnjim rupa. Ova odsutnost čestica prašine bila je vrlo različita od ranijih rezultata prikupljenih na ESO-ovom vrlo velikom teleskopu.
"Isprva je oblik prašine na slici bio potpuno iznenađenje za nas", kaže van der Marel. "Umjesto prstena koji smo očekivali da ćemo vidjeti, pronašli smo vrlo jasan oblik orašastih oraha! Morali smo se uvjeriti da je ovo svojstvo stvarno, ali snažni signal i oštrina ALMA opažanja nisu ostavili nikakve sumnje u strukturu. Tada smo shvatili što smo našli. "
Iznenađenje? Kladite se. Tim koji je otkrio bila je regija u kojoj su velika zrna prašine ostala zarobljena i mogla su nastaviti dobijati na masi kako se sve više i više zrna sudaraju i stapaju zajedno. Ovdje je bila "zamka prašine" koju su teoretičari predviđali.
Učitavanje igrača ...
Pa što je to čini? Da bi se zrno prašine držalo zajedno i formira potreban je vrtlog - područje visokog pritiska da bi se zaštitilo. Da bi se stvorio ovaj vrtlog, mora biti prisutan veliki objekt, bilo suputnička zvijezda ili plinoviti div. Poput čamca koji prolazi kroz vode napunjene algama, sekundarni objekt planetarnog diska očistio bi put nakon svog stvaranja, stvarajući kritične vrtloge i vrtloge potrebne za oblikovanje zamke prašine. Dok su prethodne studije Oph IRS 48 otkrile kruti prsten ugljičnog monoksida u kombinaciji s prašinom, nije primijećena "zamka". Međutim, to ne znači da je promatranje bilo negativno. Astronomi su također otkrili jaz između unutarnjeg i vanjskog dijela Sunčevog sustava - trag prisutnosti potrebnog velikog tijela.
Uvjeti su bili pravi za moguću zamku prašine. Unesite ALMA. Sada su istraživači mogli vidjeti i plin i veća zrna prašine u isto vrijeme. Ova nova promatranja dovela su do otkrića da nijedan drugi teleskop još nije otkrio ... ispupčenje u vanjskom dijelu diska.
Kao što van der Marel objašnjava: "Vjerojatno je da promatramo neku vrstu tvornice kometa jer su pravi uvjeti da čestice porastu od milimetra do veličine kometa. Prašina vjerojatno neće formirati planete pune veličine na ovoj udaljenosti od zvijezde. Ali ALMA će u skoroj budućnosti moći promatrati zamke prašine bliže matičnim zvijezdama, gdje rade isti mehanizmi. Takve zamke za prašinu zaista bi bile kolijevka za novorođene planete. "
Dok se veće čestice migriraju prema područjima visokog pritiska, zamka prašine poprima oblik. Da bi potvrdili svoja otkrića, istraživači su koristili računalno modeliranje kako bi pokazali da područje visokog pritiska može nastati zbog gibanja plina na rubovima otvaranja. Odgovara promatranju diska Oph IRS 48.
„Kombinacija rada modeliranja i visokokvalitetnih promatranja ALMA čini ovaj jedinstveni projekt“, kaže Cornelis Dullemond s Instituta za teorijsku astrofiziku iz Heidelberga u Njemačkoj, koja je stručnjak za evoluciju prašine i modeliranje diskova te član tima , "Otprilike u vrijeme dobivanja ovih opažanja, radili smo na modelima koji su predviđali upravo takve strukture: vrlo sretna slučajnost."
"Ovakva struktura koju vidimo s ALMA-om mogla bi biti smanjena da predstavlja što se može dogoditi u unutarnjem Sunčevom sustavu gdje bi se formiralo više kamenih planeta sličnih Zemlji", rekao je Birnstiel. "Međutim, u slučaju tih opažanja, možda ćemo primijetiti nešto analogno nastanku Sunčevog Kuiperovog pojasa ili Oortovog oblaka, regije našeg sunčevog sustava odakle se vjeruje da potječu komete."
Poput te tvornice snova iz djetinjstva, ALMA je još u izgradnji. Ova jedinstvena opažanja izvršena su s ALMA Band 9 prijemnicima - europskim instrumentima koji omogućuju ALMA-u da isporuči svoje najoštrije, do sada detaljnije slike.
„Ova zapažanja pokazuju da je ALMA sposobna pružiti transformacijsku znanost, čak i s manje od polovice čitavog niza u upotrebi,“ kaže Ewine van Dishoeck iz Leiden-ovog opservatorija, koji je glavni doprinos ALMA projektu više od 20 godina , "Nevjerojatan skok i osjetljivosti i oštrine slike u Band 9 pruža nam priliku da proučimo osnovne aspekte formiranja planeta na načine koji ranije jednostavno nisu bili mogući."
Izvorni izvor priče: ESO News Release. Za daljnje čitanje: NRAO News Release.
