Astronomi otkrili prvi korak u formiranju planeta

Razrada misterija kako su planeti poput Zemlje nastali ključno je pitanje za razumijevanje podrijetla života. Smatra se da planeti nastaju kada se međuzvjezdani prah i plin skupljaju u protoplanetarnom disku oko protozvijezde, ali do sada nije bilo jasno gdje, kada ili kako počinje formiranje planeta.

S druge strane, poznato je da kada se planet formira unutar diska, njegova gravitacija stvara prstenastu strukturu na disku. Zapravo, promatranja pomoću ALMA-e otkrila su takve prstenaste strukture u mnogim protoplanetarnim diskovima, sugerirajući postojanje planeta.

Detaljno proučavanje diskova: Ključ za razumijevanje

Da bismo proučili proces formiranja planeta, nužno je detaljno pogledati diskove gdje je sigurno da još ne postoje planeti. Međutim, zbog poteškoća u pronalaženju takvih diskova bez potpisa planeta i njihovom detaljnom proučavanju, još uvijek nemamo jasnu sliku o tome kako počinje formiranje planeta.

U novoj studiji “Obogaćivanje Prašine i Rast Zrna u Glatkom disku oko Protozvijezde DG Tau Otkriveno pomoću ALMA Triple Bands Frequency Observations”, objavljenoj u časopisu The Astrophysical Journal, međunarodna istraživačka skupina fokusirala se na relativno mladu protozvijezdu, DG Taurus (DG Tau), i detaljno proučavala disk koji okružuje protozvijezdu pomoću ALMA-e.

Otkrivanje strukture diska: Korak prema razumijevanju formiranja planeta

Promatrali su distribuciju intenziteta radio-emisije na valnoj duljini od 1.3 mm emitirane od prašine u disku s iznimno visokom prostornom rezolucijom od 0.04 luč-sekundi, te razjasnili detaljnu strukturu diska. Rezultati pokazuju da je disk oko DG Tau glatki i nema prstenastih obrazaca viđenih u diskovima oko starijih protozvijezda. To ukazuje na to da u disku DG Tau ne postoje planeti, a slika bi mogla zabilježiti uskoro formiranja planeta.

Istraživači su dalje promatrali disk na različitim valnim duljinama (0.87 mm, 1.3 mm i 3.1 mm) te istražili intenzitete radio valova i polarizaciju. Ovisno o veličini i gustoći prašine, omjer intenziteta radio valova na različitim valnim duljinama i intenzitet polarizacije radio valova raspršenih od prašine mijenja se. Stoga se veličina i distribucija gustoće mogu procijeniti usporedbom rezultata promatranja s simulacijama s različitim oblicima veličine i distribucije gustoće prašine.

Nove perspektive u teorijama formiranja planeta

Ovo otkriva stupanj do kojeg međuzvjezdani prah, materijal iz kojeg su napravljeni planeti, raste. Najbolje prilagodljive simulacije sugeriraju da je prašina veća u vanjskom dijelu diska (izvan otprilike 40 astronomske jedinice; malo dalje od udaljenosti između sunca i Neptuna u solarnom sustavu) nego u unutarnjem dijelu, ukazujući na to da je proces formiranja planeta napredniji.

Teorije formiranja planeta sugerirale su da formiranje planeta počinje u unutarnjem dijelu diska, ali rezultati ove studije proturječe tom očekivanju i ukazuju na to da formiranje planeta može početi s vanjskog dijela diska. S druge strane, omjer prašine prema plinu bio je oko 10 puta veći nego u normalnom međuzvjezdanom prostoru u unutarnjem području, iako je veličina prašine manja. Nadalje, čestice prašine dobro su se smjestile na srednju ravninu diska, sugerirajući da je disk u procesu akumuliranja materijala za formiranje planeta. Moguće je da će akumulacija prašine u budućnosti potaknuti formiranje planeta.

Značaj promatranja ALMA-e za razumijevanje procesa formiranja planeta

Ova promatranja omogućila je iznimno visoka prostorna rezolucija ALMA-e od 0.04 lučne sekunde, kao i promatranje radio valova emitiranih od prašine, uključujući polariziranu svjetlost na tri različite valne duljine. Ovo je prvi put da je veličina i gustoća prašine u “glatkom disku” bez potpisa planeta otkrivena. To je pružilo nove informacije o mjestima formiranja planeta koje prethodne teoretske studije ili promatranja diskova s potpisima formiranja planeta nisu mogli predvidjeti.

Komentirajući značaj ovog istraživanja, Satoshi Ohashi kaže: “ALMA je do sada uspjela zabilježiti široku paletu struktura diska i otkrila postojanje planeta. S druge strane, međutim, da bismo odgovorili na pitanje ‘Kako počinje formiranje planeta?’, važno je promatrati glatki disk bez potpisa formiranja planeta. Vjerujemo da je ovo istraživanje vrlo važno jer otkriva početne uvjete za formiranje planeta.”

Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram –t.me/kozmoshr