Nowe obiekty o małej masie mówią wiele o ewolucji planet

dnia 27/09/2016
Wizja artystyczna dysku protoplanetarnego wokół mało-masywnego obiektu. Źródło: Robin Dienel

Wizja artystyczna dysku protoplanetarnego wokół mało-masywnego obiektu. Źródło: Robin Dienel

Gdy gwiazda jest młoda, często otoczona jest pierwotnym rotującym dyskiem gazu i pyłu, z którego mogą powstać planety. Astronomowie lubią znajdować takie dyski ponieważ mogą w nich dostrzec różne etapy procesu formowania planet. Jednak o takie dyski wyjątkowo ciężko wokół brązowych karłów i gwiazd o bardzo niskich masach. W ramach nowych badań przeprowadzonych przez zespół kierowany przez Anne Boucher z Universite de Montreal udało się odkryć cztery nowe obiekty o niskiej masie, a otoczone przez dyski. Wyniki badań zostaną opublikowane w periodyku The Astrophysical Journal.

Trzy z tych czterech obiektów są stosunkowo małe i ich masa mieści się w zakresie od 13 do 18 mas Jowisza. Czwarty z nich charakteryzuje się masą około 120 mas Jowisza (dla porównania Słońce ma masę ok. 1000 razy większą od masy Jowisza).

„Odkrywanie dysków w układach o niskiej masie jest niesamowicie interesujące, ponieważ obiekty charakteryzujące się masą bliską dolnego ograniczenia masy gwiazdy wciąż posiadające dyski protoplanetarne mogą nam wiele powiedzieć zarówno o ewolucji gwiazd jak i planet,” mówi główna autorka opracowania Anne Boucher z Institute for Research on Exoplanets (iREx).

W takim dysku protoplanetarnym ziarna pyłu zderzają się ze sobą i stopniowo łączą w niewielkie kamyki, z których z czasem powstają głazy itd, stopniowo zwiększając rozmiary, przechodząc przez stadium planetazymali w drodze do powstania skalistych planet typu ziemskiego (niektóre z nic stają się jądrami gazowych olbrzymów). Astronomowie są w stanie zidentyfikować tego typu dyski dzięki temu, że gwiazda ogrzewa otaczający je pył sprawiając, że charakterystycznie wygląda w zakresie podczerwonym.

Niemniej jednak, niektóre dyski wskazują, że w ich wnętrzu nie zachodzą już procesy powstawania planet. Tego typu dyski składają się z odłamków pozostałych po kolizjach, do których dochodziło podczas formowania planet, oraz po kolizjach między nowo powstałymi planetami. Z czasem tego typu pyłowe pozostałości po dysku są wymiatane z układu planetarnego. Jednak zanim do tego dojdzie gwiazdę otacza chłodny, rzadki pierścień pyłu.

Niektóre dyski nawet przedstawiają stadium pośrednie między dyskiem w którym zachodzą procesy formowania planet, a dyskiem pozostałości po tym procesie.

Rozróżnienie pomiędzy tymi różnymi typami dysków jest kluczowe dla astronomów – dzięki temu mogą oni poznać sekwencję powstawania układów planetarnych, także takich jak Układ Słoneczny, i ich ewolucję w czasie.

Zespół badawczy był w stanie określić, że dyski otaczające nowo odkryte obiekty o małej masie znajdują się w fazie formowania planet. Żaden z nich nie przedstawiał pyłowego pobojowiska po tym procesie.

Co ciekawe, dwa z tych obiektów mają miedzy 42 a 45 milionami lat – to sprawia, że są to najstarsze jak dotąd odkryte aktywne dyski.

„Wciąż możemy dowiedzieć się jeszcze wiele o dyskach otaczających takie mało-masywne obiekty jak te cztery,” mówi Gagne, który jest także współpracownikiem iREx. „Mamy nadzieję, że uda nam się przeprowadzić dalsze badania tych obiektów i dowiedzieć się więcej o procesach aktualnie w nich zachodzących.”

Źródło: Carnegie Institution for Science

Dodaj komentarz