Protoplaneta rządzona przez dwóch władców

protoplaneth

W dniu dzisiejszym podczas dorocznego spotkania American Association for the Advancement of Science w Waszyngtonie jeden z badaczy Rice University będzie omawiał zdjęcia, które mogą przedstawiać powstawanie planety lub układu planetarnego wokół odległego układu podwójnego gwiazd.

Andrea Isella, profesor fizyki i astronomii przedstawi zdjęcia układu podwójnego znanego jako HD 142527 wykonane za pomocą radioteleskopu ALMA (Atacama Large Milimeter/submilimeter Array) w Chile.

Isella zaznacza, że od dawna wiadomo, że ten układ podwójny otoczony jest dyskiem pyłu i gazu, jednak zdjęcia wykonane za pomocą ALMA dostarczają dużo bardziej szczegółowego spojrzenia na ten układ i pozwalają na wykonanie dokładniejszej analizy składu i mechaniki tego układu.

Isella zajmuje się formowaniem się układów planetarnych. W swojej prezentacji omówi istotność ich mapowania oraz wyjaśni dlaczego układy egzoplanetarne – czyli te znajdujące się poza Układem Słonecznym – „charakteryzują się taką różnorodnością właściwości.”

Rzeczony układ podwójny znajduje się około 450 lat świetlnych od Ziemi w gromadzie młodych gwiazd zawierającej obiekty podobne do HL Tau, jednego z pierwszych obiektów zobrazowanych w wysokiej rozdzielczości w ramach pierwszej kampanii obserwacyjnej ALMA rozpoczętej w 2014 roku. Zdjęcie HL Tau ukazały nam strukturę pierścieni pyłu i gazu wokół gwiazdy wskazującą na formowanie się układu planetarnego.

1-protoplaneth

Zdjęcia HD 142527 przedstawiają obszerny pierścień wokół układu podwójnego. Większość pierścienia stanowi gaz, w tym izotopologi tlenku węgla, jednak sporych rozmiarów łuk, obejmujący trzecią część pierścienia składa się głównie z pyłu i lodu.

„Tam gdzie czerwień na zdjęciu jest najwyraźniejsza – tam mamy do czynienia z największą gęstością pyłu,” mówi Isella. „Tam gdzie obserwujemy zagęszczenie pyłu, tam praktycznie nie ma cząsteczek tlenku węgla.”

Isella wraz ze współpracownikami podejrzewa, że molekuły gazu zamarzły w pył. „Temperatura jest na tyle niska, że gaz zamienia się w lód, który przykleja się do ziaren pyłu,” mówi Isella. „To istotny etap formowania planet. Ziarna pyłu muszą się ze sobą łączyć prowadząc do powstania większych ciał, które z czasem zaczną grawitacyjnie przyciągać więcej skał i gazu.”

„Jeżeli rzucimy jednym kamieniem w drugi, raczej się ze sobą nie zlepią,” mówi. „Jeżeli jednak delikatnie uderzysz jedną kulką śnieżną w drugą, to mogą się ze sobą zlepić.  Dlatego też jeżeli wokół ziaren pyłu powstanie miękka otoczka z lodu, istnieje większe prawdopodobieństwo, że takie ziarna będą się ze sobą zlepiać.”

Jeszcze do niedawna astronomowie uważali, że powstawanie planet wokół układów podwójnych jest mało prawdopodobne. „Teoria mówiła, że dużo trudniej byłoby im znaleźć stabilne orbity. Większość planet albo zostałaby wyrzucona z takiego układu, albo opadłaby na gwiazdy. Wtedy jednak zaczęliśmy odkrywać planety krążące wokół układów podwójnych – dlatego niezbędne było dopracowanie teorii. Obserwacje układów takich jak HD 142527 to fantastyczna okazja badania procesów fizycznych, które regulują formowanie planet wokół układów podwójnych.”

HD 142527 będzie tematem nowego artykułu przygotowywanego przez post-doca Yann Boehler będącego członkiem grupy badawczej prowadzonej przez Isellę.

Źródło: Rice University