S novim instrumentima astronomi popunjavaju sve dijelove koji pomažu objasniti kako planete nastaju iz proširenih diskova plina i prašine oko novorođenih zvijezda. Ali astronomi su pronašli jedan protoplanetarni disk koji odbija odrasti. Stara je 25 milijuna godina, a još nije napravila prijelaz na planete. Lee Hartmann je s Harvard-Smithsonian centra za astrofiziku i vodeći autor na papiru koji najavljuje nalaz.
Poslušajte intervju: Planetarni disk koji odbija odrasti (6 MB)
Ili se pretplatite na Podcast: universetoday.com/audio.xml
Fraser Cain: Pronašli ste najstariji planetarni disk. Možete li mi dati osjećaj koliko je to neobično?
Lee Hartmann: Ovdje se radi o najstarijem planetarnom ili protoplanetarnom disku. Najstarija koju smo prije pronašli bila je stara otprilike 10 milijuna godina, tako da je otprilike 2 do 2,5 puta starija od svega što smo prije pronašli.
Fraser: Je li to bilo veliko iznenađenje pronaći nešto tako staro?
Hartmann: Da, čini se da polovica ili više zvijezda imaju neku vrstu proširenog prašnjavog diska s nečim što bi činilo planete. U dobi od oko milijun godina ili nešto više. A nakon 10 milijuna godina pazite na 10% svih zvijezda ili možda čak i manje od toga. Dakle, pronaći ovu stvar u dobi od dva puta bilo je zaista nevjerojatno. Mislili smo da ćemo do 20 milijuna godina zaista biti na nuli za sve što još ima oko sebe prašinu koja je vrlo podsjećala na planetarni disk.
Fraser: Što bi moglo tako dugo održati stabilnost diska?
Hartmann: Nije baš jasno. Središnji je sustav u ovom slučaju zapravo bliska binarna zvijezda, pa je moguće - za razliku od jedne zvijezde u našem Sunčevom sustavu - dvije, gotovo jednake zvijezde mase, koje kruže okolo u vrlo bliskoj orbiti, i premda je nešto veličine negdje između orbite Merkura i orbite Venere; nešto te veličine. To bi moglo biti vrsta usitnjavanja stvari, jer svaka zvijezda ima svoju gravitaciju, a kako se kreću oko njih mogla bi biti usitnjavanje diska i miješanje čestica. Ono što mislimo da se događa s planetama jest da se prašina, mali zeko prašine, elektrostatički stapaju u malene kvržice i tada postaju sve veće i veće. I pravi stijene, a onda čini stvari koje su više kao asteroidi, i na kraju planete. A faza formiranja planeta je ono što stvarno uklanja svu ovu prašinu. Stoga se smatra da je taj postupak vrlo osjetljiv i da se stvari nekako slažu kroz vremenske razmake od tisuće do milijuna godina. Moguće je da ako je malo usitnite, zadržavajući česticu tako da se oni ne sjedine tako dobro i ne prođu kroz ostatak planetarnog procesa stvaranja, kao što to čini većina drugih zvijezda.
Fraser: Koliko bi uobičajeno bilo ovakvo što? Budući da je ovo najstarije pronađeno, mislite li da u blizini ima drugih ili je ovo samo totalna zabava?
Hartmann: Teško je zamisliti da postoji samo jedna od tih stvari u galaksiji, a kamoli cijeli Svemir. Ali to je, koliko možemo reći, vrlo rijetka pojava. Možemo vidjeti velike nakupine zvijezda starih 30 milijuna godina, 50 milijuna godina, 100 milijuna godina, a ništa slično nisu pronašli u nekoliko stotina ili čak tisuća zvijezda. To je vjerojatno jedan od 1000, možda, ili tako nešto. To je nešto što bih nagađao, ali teško je znati. Nismo dovoljno pažljivo pogledali te stvari. To nismo mogli donedavno. Svemirski teleskop Spitzer ima upravo toliko više osjetljivosti nego išta drugo što smo prije mogli učiniti. Upravo su stvoreni čimbenici stotine tisuća puta naše mogućnosti otkrivanja slabih izvora poput ove. Upravo radimo prve dječje korake da istražimo što je vani i u našem vlastitom kvartu. Pomoću Spitzerovog teleskopa počinju gledati neke od ovih drugih skupina, potvrđuju da je dvostruko starija od ovog sustava, manje od 1 na 1000. To je zaista prilično jedinstven sustav. Sigurno smo ga uhvatili u nekim posebnim okolnostima.
Fraser: Mislite li da bi to moglo potrajati milijunima i milijunima godina više. Je li to još uvijek rano doba?
Hartmann: To je nešto što ne razumijemo baš dobro. A jedan od razloga za proučavanje ove vrste sustava je taj što nam stvarno treba puno pomoći u razumijevanju fizike ovoga. Fizika kako planete nastaju u osnovi zečeva prašine. To je jednostavno tako kompliciran proces, a postoje razne vrste koje mi ne razumijemo da zaista moramo imati više istraživanja o tim stvarima. Ja stvarno ne znam što će se dogoditi s ovim sustavom. Moje mišljenje je da vjerovatno neće ići dalje i koagulirati se na planete ako to već nije učinio. Teorija sugerira da postoji neki prag koji morate ispuniti. Morate imati samo dovoljno stvari da se to dogodi, da biste zaista pregurali gomilu izrade većih tijela koja tada mogu pomesti svu manju prašinu i očistiti disk. Ako nikada ne dođete do tog praga, možda nikada nećete napraviti nijednu planetu. Pretpostavljam da bi moglo samo probiti, a neka će se zrna prašine ili ispuhati ili spirala polako uvući u zvijezdu i to je kraj, ali mi to zapravo ne razumijemo.
Fraser: Jesu li diskovi planeta koji su formirali ranije oko binarnih sustava?
Hartmann: Da, ako se samo kvalificiram za reći da pretpostavljamo da ovi diskovi prave planete. Nismo imali puni pištolj za pušenje da bismo rekli da ovi prašnjavi diskovi zapravo čine planete. Mislim da je to vrlo velika vjerojatnost, jer vidimo svu distribuiranu prašinu oko vrlo mladih zvijezda i tada je sve nestalo. Znamo da moramo srušiti svu prašinu, nabaviti sitnice i staviti je u velike stvari kako bismo napravili planete. Dakle, to je pretpostavka koju izrađujemo, ali želio sam samo reći da zapravo nismo povezali točkice po tom pitanju.
Fraser: Je li tako, jesu li diskovi viđeni oko ovih binarnih sustava?
Hartmann: Da, jesu. Problem je u tome što u principu ne možete imati disk iste veličine kao i binarna orbita. Druga će zvijezda samo progutati svu prašinu, ili je ispariti, ili je raznijeti. S druge strane, ako imate vrlo široku binarnu mrežu, ako imate nešto do čega je druga zvijezda jako udaljena, možete imati disk dobro unutar tog binarnog materijala i ne zna se oko njega oko orbite. Orbitujemo oko Sunca, a Jupiter je vani u nekoliko astronomskih jedinica, a to stvara samo male uznemirenosti na Zemljinoj orbiti. Slično tome, mogli biste imati sustav u kojem su dvije zvijezde relativno blizu zajedno, a disk je izvan vanjskog područja. I tako, na tom disku izgleda da postoji jedna zvijezda. Nije baš tako jer dvije zvijezde orbitiraju okolo, tako da gravitacija malo to podiže. Ali to nije toliko daleko od postojanja jednog objekta Dakle, sve dok je disk ili puno veći od binarnog ili manji od binarnog, u redu ste. Ako je disk ipak puno veći od binarnog, može biti tako malen i toliko raširen da se nikada stvarno ne koagulira u planete. To bismo nešto predvidjeli, ali to još nije nešto što možemo promatrati promatrano.
Fraser: Imate li nekih praćenja o planiranjima za to?
Hartmann: Ono što mislim da bismo željeli pokušati učiniti je dulje promatranje valne duljine da bismo vidjeli gdje se disk završava, jer u ovom skupu opažanja u osnovi kažemo da postoji disk, ali ne znamo kako velika je. Pitanje je, postoji li nešto izvan ovog sustava što bi moglo i uznemiriti disk. To bi mogao biti čak trostruki sustav za sve što znamo, s vrlo širokim pratiteljem koji je male mase, a kojeg nismo vidjeli. A to bi zaista moglo biti umanjivanje i sprječavanje diska da planete koaguliraju, barem. I onda druga stvar koju mi pokušavamo učiniti je da pokušavamo identificirati druge sustave poput ovog koji su također stari 20 milijuna godina, 30 milijuna godina. Ako nešto više možemo pronaći, samo da vidimo koliko su zajedničke i jesu li sve binarne datoteke ili što je posebno u njima što im omogućuje da tako dugo traju. U osnovi, ono što mi pokušavamo učiniti je vidjeti kako se disk pretvara u planete, ali to, naravno, traje milijunima godina, tako da to ne možete pratiti - barem ja ne mogu to pratiti. To je poput snimanja stanovništva. Imate starce, mladiće i bebe itd. I pokušajte zaključiti kako evolucija ide od spajanja različitih dijelova. A onda su neki ljudi krupniji ili se bolje njeguju, imaju drugačiju kulturu ili što već, a vi pokušajte vidjeti kakvi različiti učinci imaju na stanovništvo iz tog snimka. Da biste pokušali pronaći druge slične sustave, ovo je način eksperimentiranja da vidite što se događa ako imate mnogo širu binarnu mrežu ili što se događa ako je u sredini drugačija zvijezda masa. Ne možemo stvarno napraviti eksperiment, ali ako pronađemo dovoljno različitih vrsta objekata kao što je ovaj, priroda je izvela eksperiment na različitim mjestima i trebamo samo izaći i pogledati ga.
Ovo otkriće prvotno je objavljeno u časopisu Space Magazine 19. srpnja 2005.
