„Ooompah, stumbras, rūdžių rūdys ... ALMA randa kometų, slepiančių dulkes“. Remiantis daugybe pastarųjų metų tyrimų, astronomai žino, kad planetos yra visur aplink žvaigždes. Dabar, dėka vieno saldaus teleskopo, „Atacama Large Millimeter / submillimeter Array“ (ALMA), mokslas žengė didelį žingsnį į priekį, kad suprastų, kaip protoplanetiniame diske esantys smulkūs dulkių grūdeliai vieną dieną gali išsivystyti į didesnį formatą.
Šiek tiek mažiau nei 400 šviesmečių nuo Žemės yra jaunatviška Saulės sistema, katalogizuota kaip Oph IRS 48. Išoriniuose jos perimetruose vaizduose astronomai pasirinko gyvybiškai svarbų užuominą į besisukančias dulkių mases - pusmėnulio formos regioną, pramintą „ dulkių gaudyklė “. Tyrėjų manymu, ši sritis gali būti apsauginis kokonas, leidžiantis formuotis uolėtoms formacijoms. Kodėl toks regionas yra svarbus? Tai triuškinantis faktorius. Kai astronomai bando modeliuoti dulkes į akmenuotas formacijas, jie rado daleles savaime sunaikinančias ... arba susitrenkdamos viena į kitą, arba patraukdamos į centrinę žvaigždę. Norint, kad jie peržengtų tam tikrą dydį, jie tiesiog turi turėti apsaugos zoną, kad galėtų augti.
„Ilgame įvykių tinkle yra didelis kliūtis, vedanti nuo mažų dulkių grūdelių iki planetos dydžio objektų“, - teigė Til Birnstiel, Harvardo-Smithsoniano astrofizikos centro Kembridže (Masačusetsas) bendraautorė. publikuotame žurnale „Science“. „Kompiuteriniuose planetų formavimo modeliuose dulkių grūdai turi išaugti nuo submikronų dydžio iki objektų, kurių vertė per dešimties kartų didesnė už Žemės masę per keletą milijonų metų. Tačiau kai dalelės išauga pakankamai didelės, jos pradeda sparčiau judėti ir susiduria, grąžindamos jas atgal į kvadratinę, arba lėtai dreifuoja į vidų, stabdydamos tolimesnį augimą.
Taigi kur gali pasislėpti naujagimio planeta, kometa ar asteroidas? Nienke van der Marel, Leideno observatorijos Nyderlanduose doktorantė ir pagrindinė straipsnio autorė, naudodama ALMA kartu su savo bendradarbiais, atidžiai apžiūrėjo „Oph IRS 48“ ir atrado dujų torą su centrine skylė. Šis dulkių dalelių nebuvimas labai skyrėsi nuo ankstesnių rezultatų, gautų naudojant ESO labai didelį teleskopą.
„Iš pradžių atvaizdo dulkių forma mums buvo visiška staigmena“, - sako van der Marelas. „Vietoj žiedo, kurį tikėjomės pamatyti, mes radome labai aiškią anakardžio riešuto formą! Turėjome įtikinti save, kad ši savybė yra tikra, tačiau stiprus ALMA stebėjimų signalas ir aštrumas nepaliko jokių abejonių dėl struktūros. Tada supratome, ką atradome “.
Staigmena? Jūs lažintis. Tai, ką komanda atidengė, buvo regionas, kuriame dideli dulkių grūdai liko nelaisvėje ir galėjo toliau kaupti masę, nes vis daugiau grūdų susidūrė ir susilydė. Čia buvo „dulkių spąstai“, kuriuos numatė teoretikai.
Įkeliamas grotuvas ...
Taigi kas jį sudaro? Norėdami sulaikyti dulkių grūdus ir juos formuoti, reikia naudoti sūkurį - aukšto slėgio vietą, kad juos apsaugotumėte. Norėdami suformuoti šį sūkurį, jame turi būti didelis objektas, arba žvaigždė kompanionė, arba dujų milžinas. Kaip valtis, slidinėjanti per dumbliais užpildytus vandenis, antrinis objektas planetos diske išvalytų kelią po jo, sukurdamas kritinius sūkurius ir sūkurius, reikalingus dulkių spąstams formuoti. Ankstesniuose „Oph IRS 48“ tyrimuose atidengtas kietas anglies monoksido dujų, sujungtų su dulkėmis, žiedas, „spąstų“ nebuvo pastebėta. Tačiau tai nereiškia, kad pastebėjimas buvo neigiamas. Astronomai taip pat aptiko tarpą tarp vidinės ir išorinės Saulės sistemos dalių - tai yra nuoroda į reikalingo didelio kūno buvimą.
Sąlygos buvo tinkamos galimai dulkių gaudyklei. Įveskite ALMA. Dabar tyrėjai vienu metu galėjo pamatyti ir dujas, ir didesnius dulkių grūdus. Šie nauji stebėjimai lėmė atradimą, kurio dar vienas teleskopas dar neatskleidė ... išorinėje disko dalyje pasvirusio įdubimo.
Kaip aiškina van der Marelas: „Tikėtina, kad mes žvelgiame į savotišką kometų fabriką, nes yra tinkamos sąlygos dalelėms augti nuo milimetro iki kometos dydžio. Dulkės greičiausiai nesudarys viso dydžio planetų tokiu atstumu nuo žvaigždės. Tačiau artimiausiu metu ALMA galės stebėti dulkių spąstus arčiau savo tėvų žvaigždžių, kur veikia tie patys mechanizmai. Tokie dulkių spąstai tikrai būtų naujagimių planetų lopšiai. “
Didesnėms dalelėms migruojant į aukštesnio slėgio zonas, susidaro dulkių gaudyklė. Norėdami patvirtinti savo išvadas, tyrėjai pasitelkė kompiuterinį modeliavimą, kad parodytų, kad dėl dujų judėjimo atidarymo kraštuose gali atsirasti aukšto slėgio sritis. Tai dera su „Oph IRS 48“ disko stebėjimu.
„Modeliavimo darbo ir aukštos kokybės ALMA stebėjimų derinys daro šį projektą unikaliu“, - sako Cornelis Dullemond iš Heidelbergo, teorinės astrofizikos instituto, Vokietijoje, dulkių išsiskyrimo ir diskų modeliavimo eksperto bei komandos nario. . „Tuo metu, kai buvo gauti šie pastebėjimai, mes dirbome prie modelių, numatančių būtent tokias struktūras: labai laimingas sutapimas“.
„Ši struktūra, kurią matome su ALMA, gali būti sumažinta, kad būtų parodyta, kas gali vykti vidinėje saulės sistemoje ten, kur susidarytų daugiau į Žemę panašių uolėtų planetų“, - sakė Birnstiel. „Tačiau šių stebėjimų atveju mes galime pamatyti kažką panašaus į mūsų Saulės Kuiperio juostos arba Oorto debesies susidarymą - mūsų saulės sistemos regioną, kuriame, kaip manoma, atsirado kometos“.
Kaip ir tas mūsų vaikystės svajonių fabrikas, ALMA vis dar statomas. Šie unikalūs stebėjimai buvo atlikti naudojant „ALMA Band 9“ imtuvus - Europoje pagamintus prietaisus, kurie leidžia ALMA pateikti ryškiausius, išsamiausius iki šiol vaizdus.
„Šie stebėjimai rodo, kad ALMA yra pajėgi pateikti pertvarkos mokslą, net turėdama mažiau nei pusę viso naudojamo masyvo“, - sako Ewine van Dishoeck iš Leideno observatorijos, kuris daugiau nei 20 metų yra pagrindinis ALMA projekto bendradarbis. . „Neįtikėtinas jautrumo ir vaizdo ryškumo šuolis 9 juostoje suteikia mums galimybę panagrinėti pagrindinius planetos formavimo aspektus taip, kaip anksčiau nebuvo įmanoma.“
Originalus istorijos šaltinis: ESO žinių laida. Tolesniam skaitymui: NRAO naujienų pranešimas.
