Zvijezda ipak nije prestara da bi imala planete

Vaganje planetarnih diskova

Ilustracija ovog umjetnika prikazuje planetarni disk (lijevo) koji teži ekvivalentu 50 planeta mase Jupitera. Pokazuje prvi podvig takve vrste od astronoma koji su koristili svemirski zvjezdarnicu Herschel. Znanstvenici su mogli izmjeriti sadržaj koji tvori planet koji se vrti oko mlade zvijezde s najvećom preciznošću do sada. (Slika zasluga: NASA/JPL-Caltech)



Diskovi tvari za koje se smatra da su prestari da bi služili kao planetarni rasadnici možda su još uvijek sposobni formirati svjetove, objavili su danas iznenađeni istraživači (30. siječnja).



'To će dovesti do novih ideja u teorijama formiranja planeta', rekao je za demokratija.eu vodeći autor studije Edwin Bergin, astrokemičar sa Sveučilišta Michigan u Ann Arboru.

Znanstvenici su analizirali TW Hydrae, zvijezdu udaljenu 176 svjetlosnih godina od Zemlje u sazviježđu Hydra. TW Hydrae, koja ima otprilike istu masu kao Sunce, okružena je gustim prstenom plina i prašine. Takvi su okozvjezdani prstenovi često protoplanetarni diskovi, u kojima se tvar može nakupiti i formirati veće stijene, a na kraju i svjetove. Budući da je TW Hydrae 2 1/2 puta bliže Zemlji od sljedeće najbliže takve zvijezde, astronomi koji proučavaju nastanak planeta ovisili su o TW Hydrae koliko i biolozi o laboratorijskim miševima, koristeći je za izgradnju računalnih modela.



Međutim, sama TW Hydrae smatrala se prošlim godinama stvaranja planeta. Ocjenjuje se da je njegov okrugli zvijezda star između 3 i 10 milijuna godina, a većina protoplanetarnih diskova traje samo 2 do 3 milijuna godina.

Kroz sva proučavanja TW Hydrawa, ključni detalj njegova diska ostao je neizvjestan: ukupna masa molekula vodika u njemu. Ova vrijednost je ključna za određivanje koliko i kakvih planeta bi moglo nastati. Prošle procjene mase diska TW Hydrae kretale su se od čak 160 puta veće mase Zemlje do čak 20.000 puta, no vrijednost se nije mogla utvrditi jer regularne molekule vodika ne emitiraju detektirajuće zračenje. [ 9 egzoplaneta koji bi mogli ugostiti vanzemaljski život ]

Kako bi zaobišli taj problem, istraživači su iskoristili činjenicu da nisu sve molekule vodika identične. Nekoliko se sastoji od jednog atoma vodika i jednog atoma deuterija umjesto dva pravilna atoma vodika. Ove molekule 'vodikovog deuterida' imaju dodatni neutron u usporedbi s redovitim molekulama vodika i emitiraju detektibilne količine daleko infracrvenog zračenja na temelju načina na koji se okreću.



Omjer deuterija i vodika čini se konstantnim u Zemljinoj svemirskoj regiji, što znači da bi mjerenje deuterida vodika dalo istražiteljima dobru predodžbu o tome koliko je uobičajenog molekularnog vodika prisutno.

Istraživači su koristili ESA -in svemirski teleskop Herschel, koji je osjetljiv na potrebne infracrvene valne duljine. Utvrdili su da je disk TW Hydrae najmanje 16.650 puta veći od mase Zemlje. Uzimajući u obzir da su planeti u Sunčevom sustavu možda nastali iz diska samo 3.300 puta veće od mase Zemlje, materija u disku TW Hydrae bila bi dovoljna za formiranje planetarnog sustava.

'To ukazuje na mogućnost da stvaranje planeta možda nije proces koji bi odgovarao svima', rekao je Bergin. 'Čini se da ukazuje na različite sustave koji pronalaze različite puteve do stvaranja planeta.'



'TW Hydrae dobar je primjer kako se proračunato znanstveno kockanje može isplatiti', rekao je koautor studije Thomas Henning s Instituta Max Planck za astronomiju u Heidelbergu u Njemačkoj. 'Barem je jedan model predvidio da nismo trebali ništa vidjeti! Umjesto toga, rezultati su bili mnogo bolji nego što smo se usudili nadati. '

'Ako nema šanse da vaš projekt propadne, vjerojatno se ne bavite baš zanimljivom znanošću', dodao je Henning.

Znakove vodikovog deuterida i dalje je teško otkriti oko udaljenih zvijezda - ovo je bio tek drugi put da je viđen izvan Sunčevog sustava, a prvi put u desetljeću. Kako bi ova vrsta mjerenja postala standardni alat za razumijevanje planetarne formacije, bit će potreban ili svemirski teleskop ili zvjezdarnica u zraku, napomenuo je Bergrin.

'U budućnosti postoji neka nada NASA -in opservatorij SOFIA - zrakoplov s rupom u sebi! - možda bi mogli pratiti ovaj rezultat ', rekao je Bergin. 'Dugoročno, Japan istražuje svemirsku zvjezdarnicu koja će biti osjetljivija od Herschela. To je u fazi planiranja i naziva se SPICA. Ako to proleti, ovo promatranje može postati rutinsko. '

'U budućnosti imamo novi program koji koristi ALMA (veliki milimetarski/sub-milimetarski niz Atacama u Čileu) kako bi se osigurale još bolje procjene temperature i postavila stroža ograničenja na masu diskovnog plina', dodao je Bergin.

Nalazi se pojavljuju u sutrašnjem (31. siječnja) broju časopisa Nature.

Pratite demokratija.eu na Twitteru @Spacedotcom . Također smo na Facebook & Google+ .