Formowanie planet – tryb przyspieszony wokół HL Tauri

Scheibe und Inset - en

Obserwacje przy wykorzystaniu sieci radioteleskopów VLA w Nowym Meksyku pozwoliły wykonać wyjątkowo szczegółowe zdjęcie wewnętrznego fragmentu dysku protoplanetarnego wokół młodej gwiazdy HL Tauri. Na owym zdjęciu wyraźnie widoczne jest zagęszczenie pyłu o masie 3 do 8 mas Ziemi, które stanowi idealne warunki do formowania planety, swego rodzaju planetarny żłobek z wystarczającą ilością surowców do budowy planety o masie między masą Ziemi a masą Neptuna. Obecność tego zagęszczenia wskazuje na rozwiązanie fundamentalnego problemu w formowaniu planet, tj. w jaki sposób powstają planety w ograniczonej skali czasowej dostępnej dla tego typu procesów.

Nowe obserwacje przy wykorzystaniu sieci radioteleskopów Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) w Nowym Meksyku  pozwoliły na uzyskanie jednych z najostrzejszych obrazów radiowych dysku wokół młodej gwiazdy HL Tauri. Wcześniejsze zdjęcia wykonane za pomocą obserwatorium ALMA przedstawiały charakterystyczne pierścienie pyłowe oddzielone lukami w dysku protoplanetarnym. Nowe zdjęcie przedstawia masywne zagęszczenie pyłu w najbardziej wewnętrznym jasnym pierścieniu, o masie od 3 do 8 mas Ziemi. Dyrektor MPIA i drugi kierownik zespołu badawczego Thomas Henning mówi: „To zagęszczenie wygląda jak embrion planetarny, który może rozwinąć się w pełnowymiarową planetę w ciągu kilku następnych milionów lat.”

Nowe odkrycie ma jednak jeszcze szerszy wpływ na całą dziedzinę: Od dawna wiadomo, że najprostsze modele formowania planet mają problem ze skalą czasową. W tych modelach to dyski protoplanetarne złożone z pyłu i gazu, krążące wokół nowej gwiazdy, są gładkie i jednorodne. Wszystkie zjawiska zachodzą w krótkich skalach czasowych, ziarna pyłu sklejają się ze sobą i formują coraz to większe obiekty, aż do momentu powstania planet.

Jednak to raczej jest wolny proces – za wolny, dlatego też czas jest ograniczony. W ciągu pierwszych dziesięciu milionów lat gaz i pył w dysku są wywiewane w przestrzeń kosmiczną przez intensywne promieniowanie młodej gwiazdy. Bez gazu i pyłu nie ma jednak procesów formowania planet, bo brakuje surowca. Jeżeli do tego czasu planety nie powstaną – nigdy już nie powstaną.

Nowe zdjęcia wydają się przedstawiać przyspieszony, ultraszybki tryb formowania planet: Przepływ gazu w dysku powoduje powstanie lokalnych zagęszczeń pyłu, a procesy powstawania planet w tych obszarach o dużej gęstości pyłu, mogą zachodzić dużo szybciej. Hubert Klahr z MPIA tłumaczy: „Dziesięć lat temu odkryliśmy pierwsze wskazania takich ultra-szybkich procesów formowania planet w naszych symulacjach. Teraz po raz pierwszy obserwacje przedstawiły nam szczegóły tego typu procesów: pierścienie pyłowe o dużej gęstości, w których powstają lokalne zagęszczenia pyłu.”

Aktualnie trwające badania i analizy mają na celu stworzenie szczegółowego modelu dysku HL Tauri oraz wykazanie czy ogromne zagęszczenie pyłu faktycznie przyciąga pobliską materię i zwiększa masę tego obiektu. Thomas Henning podsumowuje: „Bardzo szczegółowe zdjęcia tego typu wynoszą badanie procesów formowania planet na nowy poziom.”

Więcej informacji:

Źródło: MPIA