ALMA wykrywa nagromadzenie pyłu, z którego poza orbitami planet dopiero co uformowanych utworzy się nowa planeta.
Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) z powodzeniem zaobserwował miejsce formowania się planet, wykrywając wysokie stężenie ziaren pyłu, materiału tworzącego planety, poza orbitami właśnie uformowanych planet. Międzynarodowy zespół badawczy kierowany przez Kiyoaki Doi, doktora habilitowanego Max Planck Institute for Astronomy, przeprowadził obserwacje wysokiej rozdzielczości dysku protoplanetarnego wokół młodej gwiazdy PDS 70 na długości fali 3 mm za pomocą ALMA. Obiekt posiada dwie planety, a nowe obserwacje ALMA ujawniły lokalne nagromadzenie ziaren pyłu poza orbitami planet. Odkrycie to sugeruje, że już uformowane planety gromadzą materiał na planetę i ułatwiają potencjalne tworzenie kolejnej planety. Praca ta przyczynia się do ujawnienia procesu formowania się układów planetarnych składających się z wielu planet, takich jak Układ Słoneczny.
Do tej pory zidentyfikowano ponad 5000 planet zarówno w Układzie Słonecznym, jak i poza nim. W niektórych przypadkach tworzą one układy planetarne składające się z wielu planet. Uważa się, że planety te powstają z mikronowych ziaren pyłu w dyskach protoplanetarnych otaczających młode gwiazdy. Jednak sposób, w jaki te ziarna pyłu gromadzą się lokalnie i prowadzą do powstawania układów planetarnych, pozostaje nieznany.
PDS 70 jest jedynym znanym obiektem niebieskim z już uformowanymi planetami, potwierdzonymi przez obserwacje optyczne i w podczerwieni, wewnątrz dysku protoplanetarnego. Ujawnienie rozkładu ziaren pyłu w tym obiekcie zapewnia wgląd w to, jak już uformowane planety oddziałują z otaczającym dyskiem protoplanetarnym i potencjalnie wpływają na późniejsze formowanie się planet.
Poprzednie obserwacje za pomocą ALMA na 0,87 mm ujawniły emisję w kształcie pierścienia z ziaren pyłu poza orbitami planet. Jednak źródło emisji może być optycznie gęste (nieprzeźroczyste, z ziarnami pyłu po bliższej stronie przesłaniającymi te za nimi), a obserwowany rozkład emisji może nie odzwierciedlać dokładnie rozkładu ziaren pyłu.
Naukowcy pod kierownictwem Kiyoaki Doi przeprowadzili obserwacje wysokiej rozdzielczości dysku protoplanetarnego wokół PDS 70 na długości fali 3 mm za pomocą ALMA. Obserwacje przy 3 mm są optycznie cieńsze (bardziej przezroczyste), dzięki czemu rozkład ziaren pyłu jest bardziej wiarygodny. Nowe obserwacje na 3 mm wykazały inny rozkład niż poprzednie obserwacje na 0,87 mm. Ujawniły one, że emisja pyłu jest skoncentrowana w określonym kierunku w pierścieniu pyłu na zewnątrz planet. Sugeruje to, że ziarna pyłu, budulec planet, gromadzą się w wąskim obszarze i tworzą zlokalizowane skupisko.
Bryła pyłu na zewnątrz planet sugeruje, że już uformowane planety oddziałują z otaczającym je dyskiem, koncentrując ziarna pyłu w wąskim obszarze na zewnętrznej krawędzi ich orbity. Uważa się, że te skupione ziarna pyłu wyrastają na nową planetę. Powstawanie układów planetarnych, takich jak Układ Słoneczny, można wytłumaczyć sekwencyjnym formowaniem się planet od wewnątrz do zewnątrz poprzez powtarzanie tego procesu. Ta praca obserwacyjna uchwyciła, w jaki sposób już uformowane planety oddziałują z otoczeniem i wyzwalają formowanie się układów planetarnych.
Kiyoaki Doi, który kierował tymi pracami, powiedział: Obiekt niebieski składa się z wielu elementów, z których każdy emituje promieniowanie o różnych długościach fal. Dlatego też obserwacja samego obiektu na wielu długościach fal oferuje unikalne spojrzenie na cel. W PDS 70 planety zostały odkryte na długościach optycznych i podczerwonych, podczas gdy dysk protoplanetarny był obserwowany na milimetrowych długościach fal. Ta praca pokazuje, że dysk wykazuje różne morfologie, nawet w zakresie długości fal obserwacyjnych ALMA. Obserwacja wielu składników celu z różnymi ustawieniami obserwacyjnymi za pomocą różnych teleskopów jest niezbędna do kompleksowego zrozumienia całego układu.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
ALMA
