22.07.2019
PL EN
14.12.2018 aktualizacja 14.12.2018

Sieć radioteleskopów ALMA dostarczyła dokładnych obrazów dysków protoplanetarnych

Obrazy pobliskich dysków protoplanetarnych uzyskane przez sieć radioteleskopów ALMA. Źródło: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), S. Andrews et al.; NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello. Obrazy pobliskich dysków protoplanetarnych uzyskane przez sieć radioteleskopów ALMA. Źródło: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), S. Andrews et al.; NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello.

Naukowcy zaprezentowali 20 obrazów w wysokiej rozdzielczości przedstawiających dyski protoplanetarne, czyli dyski złożone z gazu i pyłu otaczające młode gwiazdy. To w tych miejscach powstają planety. O wynikach obserwacji poinformowało amerykańskie National Radio Astronomy Observatory (NRAO).

Jak dotąd astronomie odkryli prawie 4000 planet pozasłonecznych. Pozwala to wyrobić sobie pewne wyobrażenie od różnorodności planet. Jednak etapy powstawania tych obiektów są dużo słabiej zbadane. Aby zwiększyć naszą wiedzę w tym zakresie, naukowcy postanowili użyć sieci radioteleskopów ALMA do przeprowadzenia w wysokiej rozdzielczości dużego przeglądu dysków protoplanetarnych.

Projekt nosi nazwę Disk Substructures at High Angular Resolution Project (DSHARP). W środę zaprezentowano zdjęcia 20 dysków protoplanetarnych wykonane w jego ramach. Przy czym nie są to zdjęcia w najbardziej tradycyjnym znaczeniu tego słowa (czyli w zakresie, który widzi ludzkie oko), ale obrazy uzyskane w wyniku obserwacji na falach radiowych.

Według badaczy, wyniki obserwacji sugerują, iż duże planety, podobne wielkością do Neptuna lub Saturna, formują się znacznie szybciej niż zakładają obecne teorie. Wydaje się, iż mają one tendencję do formowania się w zewnętrznych rejonach swoich system planetarnych, w bardzo dużych odległościach od gwiazd macierzystych.

Modele opisujące powstawanie planet zakładają, że obiekty te formują się poprzez stopniową akumulację pyłu i gazu wewnątrz dysku protoplanetarnego. Najpierw lodowe ziarna łączą się ze sobą w coraz większe, powstają planetoidy, planetozymale, a w końcu planety. Taki proces powinien zajmować miliony lat, skąd można wnioskować, że jego wpływ na wygląd dysków protoplanetarnych powinien być większy w przypadku starszych, bardziej dojrzałych systemów.

Jednak obserwacje nie potwierdzają takiej zależności. Obrazy młodych dysków protoplanetarnych dostarczone przez ALMA (niektóre z dysków w wieku około miliona lat) pokazują zaskakująco dobrze widoczne struktury, takie jak wyraźne pierścienie i przerwy, co przypuszczalnie jest skutkiem istnienia planet w dysku.

Początkowo próbka obserwowanych dysków była zbyt mała, aby wyciągać jednoznaczne wnioski. Być może na przykład astronomowie przypadkowo trafili na jakieś wyjątkowe systemy. Dlatego potrzebne było zwiększenie liczby zbadanych dysków, aby wykluczyć taką opcję.

W przypadku obserwacji wykonanych w ramach projektu DSHARP, na uzyskanych obrazach można rozróżnić szczegóły z dokładnością do kilku jednostek astronomicznych (czyli średnich odległości Ziemia-Słońce). Okazało się, że podstruktury takie, jak koncentryczne przerwy i wąskie pierścienie, są powszechne w prawie wszystkich dyskach, natomiast wielkoskalowe spirale i struktury łukowe występują w niektórych przypadkach. Poza tym okazuje się, że dyski i przerwy są widoczne w bardzo różnych odległościach od gwiazd macierzystych, od kilku jednostek astronomicznych, aż do ponad 100 jednostek astronomicznych (ponad trzy razy dalej niż orbita Neptuna).

Wyniki badań opublikowano w szeregu artykułów czasopiśmie „Astrophysical Journal Letters”.

Sieć radioteleskopów Atacama Large Milimeter/submilimeter Array (ALMA) to 66 radioteleskopów pracujących w Chile. Jest efektem partnerstwa krajów Europy, Ameryki Północnej i Azji Wschodniej. Europę w projekcie reprezentuje Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO), do którego należy Polska.(PAP)

cza/ agt/

Copyright © Fundacja PAP 2019