S novými nástroji vyplňují astronomové všechny kousky, které pomáhají vysvětlit, jak se planety vytvářejí z rozšířených disků plynu a prachu kolem novorozených hvězd. Astronomové však našli jeden proto-planetární disk, který odmítá růst. Je stará 25 milionů let a stále neproběhla přechodem k vytvoření planet. Lee Hartmann je s Harvard-Smithsonianovým centrem pro astrofyziku a hlavním autorem článku, který oznamuje nález.
Poslechněte si rozhovor: Planetární disk, který odmítá růst (6 MB)
Nebo si objednejte podcast: universetoday.com/audio.xml
Fraser Cain: Našli jste nejstarší planetární disk. Můžete mi dát představu o tom, jak je to neobvyklé?
Lee Hartmann: Jedná se o nejstarší planetární nebo protoplanetární disk. Nejstarší, kterého jsme dříve našli, bylo něco jako 10 milionů let, takže je to asi 2 až 2,5krát starší než cokoli, co jsme dříve našli.
Fraser: Bylo to velké překvapení, když jsem našel něco tak starého?
Hartmann: Jo, zdá se, že polovina nebo více hvězd má nějaký rozšířený zaprášený disk s něčím, co by vytvořilo planety. Ve věku asi milionu let. A pak asi o 10 milionů let budete mít rádi 10% všech hvězd nebo možná i méně. Takže najít tuto věc ve dvojnásobném věku bylo opravdu pozoruhodné. Mysleli jsme si, že o 20 milionů let bychom skutečně byli nuloví za všechno, co kolem něj stále ještě mělo prach, který byl velmi podobný planetárnímu disku.
Fraser: Co by mohlo udržet disk tak dlouho stabilní?
Hartmann: Není to úplně jasné. Centrální systém je v tomto případě vlastně blízkou binární hvězdou, a tak je možné - na rozdíl od jediné hvězdy v naší sluneční soustavě - existují dvě, téměř stejné hmotné hvězdy, které obíhají kolem velmi blízké oběžné dráhy, ačkoli něco někde má velikost mezi ortuťovou orbitou a orbitou Venuše; něco takového. To by mohlo být jakousi věcí, které se točí, protože každá hvězda má svou vlastní gravitaci, a jak se pohybují kolem, mohou se točit kolem disku a agitovat částice. Co si myslíme, že se stane planetami, je to, že prach, malé prachové zajíčky, druh elektrostaticky se lepí na malé malé hrudky a pak se zvětšuje a zvětšuje. A to dělá skály, a pak to dělá věci, které jsou spíš jako asteroidy a nakonec planety. A fáze formování planety je tím, co opravdu tento prach odstraňuje. A tak je tento proces považován za velmi choulostivý a věci se v průběhu tisíciletí až milionů let usazují. Je možné, že pokud to trochu ponoříte, udržujete částici zavěšenou, pak se opravdu tak dobře nepřilepí a neprochází zbytkem procesu tvorby planet, jako většina ostatních hvězd.
Fraser: Jak běžné by bylo něco takového? Protože se jedná o nejstarší, co se našlo, myslíte si, že jsou v okolí další, nebo je to jen naprostá náhoda?
Hartmann: Je těžké si představit, že v galaxii je pouze jedna z těchto věcí, natož celý vesmír. Ale pokud to dokážeme, musí to být velmi vzácná událost. Vidíme velké shluky hvězd, které jsou staré 30 miliónů let, 50 miliónů let, 100 miliónů let a nic takového nenašli celkem v několika stovkách nebo dokonce tisících hvězd. Je to asi 1 z 1000, nebo něco takového. To je něco, co bych hádal, ale je těžké to vědět. Nedokázali jsme na tyto věci dostatečně pečlivě. Až donedávna jsme nebyli schopni. Kosmický dalekohled Spitzer má jen mnohem větší citlivost než cokoli jiného, co jsme mohli udělat dříve. Je to jen stovky tisíckrát, co naše schopnost detekovat slabé zdroje, jako je tato věc, je. Jednoduše podnikáme první dětské kroky, abychom prozkoumali, co je tam a v našem vlastním sousedství. S dalekohledem Spitzer začínají zkoumat některé z těchto dalších shluků, potvrzují, že dvojnásobek věku tohoto systému je menší než 1 z 1000. Je to opravdu jedinečný systém. Museli jsme to chytit za zvláštních okolností.
Fraser: Myslíte si, že by to mohlo trvat ještě miliony a milióny let déle. Je to stále ještě v raném věku?
Hartmann: Tomu nerozumíme velmi dobře. Jedním z důvodů, proč studovat tyto systémy, je to, že opravdu potřebujeme hodně pomoci při pochopení fyziky tohoto. Fyzika toho, jak se planety vytvářejí z v podstatě prachových zajíčků, které začínají. Je to jen takový komplikovaný proces a existují různé druhy věcí, kterým zcela nerozumíme, že opravdu potřebujeme více průzkumů o těchto věcech. Opravdu nevím, co se s tímto systémem stane. Podle mého názoru je pravděpodobné, že to nebude pokračovat a koaguluje na planety, pokud tak již neučinil. Teorie naznačuje, že existuje určitý práh, který musíte splnit. Musíte mít jen tolik věcí, aby se to stalo, aby se opravdu dostal přes hrb výroby větších těl, které pak mohou zametat veškerý menší prach a vyčistit disk. Pokud se k tomuto prahu nikdy nedostanete, možná nebudete nikdy vytvářet žádné planety. Hádám, že by to mohlo jen uniknout, a některá prachová zrna se buď vyfouknou nebo se točí pomalu do hvězdy a to je konec, ale my tomu opravdu nerozumíme.
Fraser: Byly už dříve kolem binárních systémů vidět disky vytvářející planetu?
Hartmann: Ano, pokud mohu jen tak říci, že předpokládáme, že tyto disky vytvářejí planety. Opravdu jsme neměli kompletní kuřáckou zbraň, která by říkala, že tyto zaprášené disky ve skutečnosti vytvářejí planety. Myslím, že je to velmi silná pravděpodobnost, protože vidíme veškerý tento rozptýlený prach kolem velmi mladých hvězd a potom je vše pryč. Víme, že musíme srážet veškerý prach, dostat malé věci a vložit je do velkých věcí, abychom vytvořili planety. Takže to je předpoklad, který děláme, ale chtěl jsem jen říct, že jsme vlastně nespojili tečky v této záležitosti.
Fraser: Dobře, tak byly kolem takových binárních systémů vidět disky?
Hartmann: Ano, mají. Tento problém spočívá v tom, že disk v podstatě nemůžete mít na oběžné dráze stejné velikosti jako binární dráha. Druhá hvězda jen pohltí veškerý prach, nebo jej vypaří nebo vyhodí. Na druhou stranu, pokud máte velmi široký binární soubor, pokud máte něco, kde je druhá hvězda velmi daleko, můžete mít uvnitř tohoto binárního disku disk a neví, že kolem něj obíhá další hvězda. Obíháme kolem Slunce a Jupiter je venku na několika astronomických jednotkách, a to způsobuje jen malé poruchy na oběžné dráze Země. Podobně byste mohli mít systém, ve kterém jsou obě hvězdy relativně blízko sebe a disk je dobře mimo odlehlou oblast. A na tomto disku to skoro vypadá, že existuje jediná hvězda. Není to úplně tak, protože obě hvězdy obíhají kolem, takže gravitace to trochu přetváří. Ale to není tak daleko od toho, že máme jediný objekt. Takže pokud je disk buď mnohem větší než binární, nebo menší než binární, jste v pořádku. Pokud je však disk mnohem větší než binární, může být tak jemný a rozprostřen tak, že se nikdy opravdu účinně nevytváří na planety. To je něco, co bychom předvídali, ale to není něco, co jsme schopni ještě pozorně demonstrovat.
Fraser: Máte na to nějaké pozorování?
Hartmann: Myslím, že bychom to chtěli vyzkoušet, je získat delší pozorování na vlnové délce, aby zjistili, kde končí disk, protože v této sadě pozorování v podstatě říkáme, že existuje disk, ale nevíme, jak velký to je. Otázkou je, zda je mimo tento systém něco, co by také mohlo narušit disk. Může to být dokonce trojitý systém pro vše, co víme, s mnohem širším společníkem, který má nízkou hmotnost a my jsme ho neviděli. A to by mohlo být opravdu churning nahoru a zabránit disku v nechat planety koagulovat, alespoň. A pak další věc, kterou se snažíme udělat, je to, že se pokoušíme identifikovat další podobné systémy, které jsou také staré 20 milionů let, 30 milionů let. Pokud najdeme další z těchto věcí, jen abychom zjistili, jak jsou běžné a zda jsou to všechny binární soubory nebo co je na nich zvláštního, což jim umožňuje vydržet tak dlouho. V zásadě to, co se snažíme udělat, je vidět, jak se disk promění v planety, ale samozřejmě to trvá miliony let, takže to nemůžete sledovat - alespoň to nemůžu sledovat. Je to jako pořídit si snímek populace. Máte staré lidi, mladé lidi a děti atd. A vy se pokusíte usoudit, jak evoluce jde ze spojování různých kousků. A pak jsou někteří lidé velkorysí nebo lépe vyživovaní a mají jinou kulturu nebo cokoli, a vy se pokusíte zjistit, jaké různé účinky mají na populaci z tohoto snímku. Chcete-li se pokusit najít jiné podobné systémy, jedná se o způsob, jak experiment experimentovat a zjistit, co se stane, pokud máte mnohem širší binární nebo co se stane, pokud je uprostřed jiná hmotná hvězda. Nemůžeme experiment opravdu udělat, ale pokud najdeme dostatek různých druhů objektů, jako je tento, pak příroda provedla experiment na různých místech a my prostě musíme jít ven a podívat se na to.
Tento objev byl původně oznámen v časopisu Space Magazine 19. července 2005.
