Przejdź do treści

Lodowaty latający spodek - nowe wyniki z ALMA

Rho Ophiuchi i Latający Spodek
Astronomowie znaleźli zaskakująco zimne ziarna w dysku formującym planety wokół młodej gwiazdy odległej o 400 lat świetlnych od nas. To efekt obserwacji za pomocą teleskopów ALMA oraz IRAM - informuje Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO).

Za pomocą sieci radioteleskopów ALMA oraz teleskopu IRAM naukowcy po raz pierwszy dokonali bezpośredniego pomiaru temperatury dużych ziaren pyłu w zewnętrznych częściach dysku wokół młodej gwiazdy, w którym powstają planety. Okazało się, że ziarna są znacznie chłodniejsze niż oczekiwano: -266 stopni Celsjusza. Oznacza to, że modele tego typu dysków powinny zostać zrewidowane.

Gwiazda, której dysk pyłowy stanowił przedmiot badań, nosi oznaczenie 2MASS J16281370-2431391, a nieoficjalnie dysk protoplanetarny nazwano Latającym Spodkiem. Skojarzenie jest dość oczywiste gdy spojrzymy na zdjęcie.Taki wygląd wynika z ułożenia dysku protoplanetarnego - patrzymy na niebo prawi w płaszczyźnie dysku (tak jakby "z boku"). Gwiazda i dysk znajdują się w obszarze gwiazdotwórczym Rho Ophiuchi, około 400 lat świetlnych od Ziemi.

Astronomowie obserwowali promieniowanie pochodzące od molekuł tlenku węgla znajdujących się w dysku protoplanetarnym. Na obrazach, które uzyskali, znaleźli coś dziwnego – w niektórych przypadkach rejestrowano negatywny sygnał! Wydaje się to fizycznie niemożliwe, ale w tym przypadku można wytłumaczyć ten efekt. Dysk nie jest obserwowany na tle ciemnego i pustego nocnego nieba, zamiast tego jego sylwetka jest widoczna na tle świecącej mgławicy Rho Ophiuchi. Rozmyta poświata od mgławicy jest zbyt rozległa, aby mogła zostać wykryta przez sieć ALMA, ale dysk ją absorbuje. W tej sytuacji negatywny sygnał oznacza, że fragmenty dysku są chłodniejsze niż tło. Obrazowo mówiać: Ziemia znajduje się dokładnie w w cieniu Latającego Spodka!

Po połączeniu danych z ALMA w Chile i z 30-metrowego teleskopu IRAM w Hiszpanii udało się ustalić temperaturę ziaren dysku na 7 stopni powyżej era absolutnego (temperatura ziaren: -266 stopni Celjusza albo 7 kelwinów) w odległości około około 15 miliardów kilometrów od gwiazdy centralnej. Są to pierwsze bezpośrednie pomiary temperatury dużych ziaren pyłu (o rozmiarach około jednego milimetra) w tego rodzaju obiektach.

Uzyskana temperatura jest niższa niż przewidują aktualne modele, które dają wyniki od -258 do -253 stopni Celsjusza (od 15 do 20 kelwinów). Oznacza to, że duże ziarna pyłu znajdujące się w dysku (duże, czyli o rozmiarach około jednego milimetra) muszą mieć jakieś właściwości, które nie są zakładane przez obecne modele, a które pozwalają osiągnąć tak niskie temperatury. Naukowcy wskazują, że być może temperatura ziaren jest zależna od ich rozmiarów, większe mogą być chłodniejsze niż małe.

Jeśli tak niskie temperatury potwierdzą się także w przypadku innych dysków protoplanetarnych, wpłynie to na modele tych struktur opisujące ich powstawanie i ewolucję. W dalszej perspektywie będzie mieć to wpływ na nasze zrozumienie powstawania planet. Przykładowo jeżeli mniejsze dyski pyłowe są zbudowane głównie z dużych ziaren, które są chłodniejsze niż się obecnie sądzi, to dyski te mogą mieć odpowiednio duże masy, aby względnie blisko gwiazdy centralnej powstawały planety.

Więcej informacji:

Źródło: ESO

Na zdjęciu
Dysk protoplanetarny (w ramce) otaczający młodą gwiazdę 2MASS J16281370-2431391 w obszarze gwiazdotwórczym Rho Opchiuchi, odległym o 400 lat świetlnych. Digitized Sky Survey 2/NASA/ESA.