"Ooompah, stumbra, roopity rūsa ... ALMA atrod komētas, kas slēpjas putekļos." Saskaņā ar daudziem pētījumiem pēdējos gados, astronomi zina, ka planētas, šķiet, atrodas visur ap zvaigznēm. Tagad, pateicoties vienam saldam teleskopam, Atacama lielo milimetru / submilimetru masīvam (ALMA), zinātne ir spērusi lielu soli uz priekšu, lai saprastu, kā protoplanetārā diska mazie putekļu graudi kādu dienu var izvērsties lielākā formātā.
Nedaudz mazāk kā 400 gaismas gadu attālumā no Zemes atrodas jauneklīgā Saules sistēma, kas katalogizēta kā Oph IRS 48. Attēlos, kas uzņemti no tā ārējā perimetra, astronomi ir pamanījuši svarīgu pavedienu tās virpuļojošajās putekļu masās - pusmēness formas apgabalā, kas saukts par “ putekļu slazda ”. Pētnieki uzskata, ka šī teritorija var būt aizsargājošs kokons, kas ļauj akmeņainiem veidojumiem veidoties. Kāpēc šāds reģions ir svarīgs? Tas ir satriecošs faktors. Kad astronomi mēģina modelēt putekļus akmeņainiem veidojumiem, viņi ir atraduši daļiņas pašiznīcināšanos… vai nu ietriecoties savā starpā, vai arī ievilktas centrālajā zvaigznē. Lai viņi varētu pārsniegt noteiktu lielumu, viņiem vienkārši ir jābūt aizsardzības zonai, kas ļautu viņiem augt.
"Garajā notikumu ķēdē ir liels šķērslis, kas ved no sīkiem putekļu graudiem līdz planētas lieluma objektiem," sacīja Til Birnstiel, pētnieks Hārvarda-Smitsona astrofizikas centrā Kembridžā, Masačūsetsā un līdzautors. raksts, kas publicēts žurnālā Science. “Planētu veidošanās datormodelos putekļu graudiem no submikrona lielumiem jāpieaug līdz objektiem, kas ir desmit reizes lielāki par Zemes masu tikai dažu miljonu gadu laikā. Bet, tiklīdz daļiņas kļūst pietiekami lielas, tās sāk uzņemt ātrumu un vai nu saduras, nosūtot tās atpakaļ uz kvadrātveida, vai lēnām slīd uz iekšu, kavējot turpmāku augšanu. ”
Tātad, kur var paslēpties jaundzimušā planēta, komēta vai asteroīds? Nīderlandes Leidenes observatorijas doktorants Nienke van der Marels izmantoja ALMA kopā ar saviem kolēģiem, lai tuvāk apskatītu Oph IRS 48 un atklātu gāzes toru ar centrālo caurums. Šis putekļu daļiņu trūkums ļoti atšķīrās no iepriekšējiem rezultātiem, kas tika iegūti ESO ļoti lielajā teleskopā.
“Sākumā putekļu forma attēlā mūs sagaidīja kā pilnīgu pārsteigumu,” saka van der Marels. “Gredzena vietā, kuru bijām gaidījuši redzēt, mēs atradām ļoti skaidru indijas riekstu formu! Mums vajadzēja sevi pārliecināt, ka šī īpašība ir reāla, taču spēcīgais ALMA novērojumu signāls un asums neatstāja šaubas par struktūru. Tad mēs sapratām, ko atradām. ”
Pārsteigums? Jūs derējat. Tas, ko komanda atklāja, bija reģions, kurā lielie putekļu graudi palika nebrīvē un varēja turpināt gūt masu, jo arvien vairāk graudu sabruka un saplūda. Šeit atradās “putekļu slazds”, ko teorētiķi paredzēja.
Notiek atskaņotāja ielāde ...
Kas tad to veido? Lai putekļu graudus turētu kopā un to veidošanai, ir nepieciešams virpulis - augsta spiediena zona, lai tos aizsargātu. Lai izveidotu šo virpuļplūsmu, jābūt klāt lielam objektam, vai nu zvaigznei pavadoņai, vai gāzes gigantam. Līdzīgi kā laiva, kas slīd pa ūdeņiem, kas piepildīti ar aļģēm, sekundārais objekts planētas diskā pēc tā attīrīšanas no ceļa rada kritiskos virpuļus un virpuļus, kas nepieciešami putekļu slazdu veidošanai. Kaut arī iepriekšējie Oph IRS 48 pētījumi atklāja stingru oglekļa monoksīda gāzes gredzenu apvienojumā ar putekļiem, netika novērots “slazds”. Tomēr tas nenozīmē, ka novērojums bija negatīvs. Astronomi atklāja arī plaisu starp Saules sistēmas iekšējo un ārējo daļu - tas ir norāde uz vajadzīgā lielā ķermeņa klātbūtni.
Apstākļi bija piemēroti iespējamai putekļu slazdam. Ievadiet ALMA. Tagad pētnieki varēja vienlaikus redzēt gan gāzes, gan lielākus putekļu graudus. Šie jaunie novērojumi noveda pie atklājuma, ka neviens cits teleskops vēl nebija atklājis… slīpuma izliekumu diska ārējā daļā.
Kā skaidro van der Marels: “Iespējams, ka mēs skatāmies uz kaut kādu komētas rūpnīcu, jo ir piemēroti apstākļi daļiņu augšanai no milimetra līdz komētas lielumam. Maz ticams, ka putekļi šajā attālumā no zvaigznes veidos pilna izmēra planētas. Bet tuvākajā nākotnē ALMA varēs novērot putekļu slazdus tuvāk vecāku zvaigznēm, kur darbojas vieni un tie paši mehānismi. Šādi putekļu slazdi patiešām būtu jaundzimušo planētu šūpulīši. ”
Tā kā lielākas daļiņas migrē uz augstāka spiediena apgabaliem, veidojas putekļu slazds. Lai apstiprinātu savus atklājumus, pētnieki izmantoja datormodelēšanu, lai parādītu, ka augstspiediena apgabals var rasties no gāzes kustības sākuma malās. Tas sakrīt ar Oph IRS 48 diska novērošanu.
“Modelēšanas darba un ALMA kvalitatīvo novērojumu apvienojums padara to par unikālu projektu,” saka Kornelis Dullemonds no Teorētiskās astrofizikas institūta Heidelbergā, Vācijā, kurš ir putekļu evolūcijas un disku modelēšanas eksperts un komandas loceklis. . "Laikā, kad tika iegūti šie novērojumi, mēs strādājām pie modeļiem, kas paredzēja tieši šāda veida struktūras: ļoti laimīga sakritība."
"Šī struktūra, kuru mēs redzam ar ALMA, varētu tikt samazināta, lai atspoguļotu to, kas var notikt iekšējā Saules sistēmā, kur veidotos vairāk Zemei līdzīgu klinšaino planētu," sacīja Birnstiels. "Tomēr šo novērojumu gadījumā mēs varētu redzēt kaut ko līdzīgu mūsu Saules Kuipera jostas vai Oorta mākoņa veidošanās procesam - mūsu Saules sistēmas reģionam, no kura, domājams, rodas komētas."
Tāpat kā šī mūsu bērnības sapņu fabrika, arī ALMA joprojām tiek būvēta. Šie unikālie novērojumi tika veikti ar ALMA Band 9 uztvērējiem - Eiropā ražotiem instrumentiem, kas ļauj ALMA sniegt līdz šim asākos un vissīkākos attēlus.
"Šie novērojumi parāda, ka ALMA spēj sniegt pārveidošanas zinātni pat ar mazāk nekā pusi no visa izmantotā masīva," saka Evins van Dishoeks no Leidenes observatorijas, kurš vairāk nekā 20 gadus ir bijis nozīmīgs ALMA projekta atbalstītājs. . "Neticami lēnais gan jutīgums, gan attēla asums 9. joslā dod mums iespēju izpētīt planētas veidošanās pamata aspektus veidā, kas iepriekš vienkārši nebija iespējams."
Oriģināls stāsta avots: ESO ziņu izlaidums. Turpmākai lasīšanai: NRAO ziņu izlaidums.
