• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • ALMA ögon isiga ring runt unga planetsystem

    Sammansatt bild av Fomalhaut stjärnsystem. ALMA-data, visas i orange, avslöja den avlägsna och excentriska skräpskivan i aldrig tidigare sett detalj. Den centrala punkten är det olösta utsläppet från stjärnan, vilket är ungefär dubbelt så mycket som vår sol. Optiska data från rymdteleskopet Hubble är i blått; det mörka området är en koronagrafisk mask, som filtrerade bort det annars överväldigande ljuset från centralstjärnan. Kredit:ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), M. MacGregor; NASA/ESA Hubble, P. Kalas; B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)

    Ett internationellt team av astronomer som använder Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) har gjort den första kompletta millimetervåglängdsbilden av ringen av dammigt skräp som omger den unga stjärnan Fomalhaut. Detta anmärkningsvärt väldefinierade band av spillror och gas är sannolikt resultatet av exokometer som krossas nära de yttre kanterna av ett planetsystem 25 ljusår från jorden.

    Tidigare ALMA-observationer av Fomalhaut – tagna 2012 när teleskopet fortfarande var under konstruktion – avslöjade bara ungefär hälften av skräpskivan. Även om den här första bilden bara var ett test av ALMA:s initiala kapacitet, det gav ändå lockande tips om skivans natur och möjliga ursprung.

    De nya ALMA-observationerna erbjuder en förbluffande komplett bild av detta glödande band av skräp och antyder också att det finns kemiska likheter mellan dess isiga innehåll och kometer i vårt eget solsystem.

    "ALMA har gett oss denna häpnadsväckande tydliga bild av en fullformad skräpskiva, sa Meredith MacGregor, en astronom vid Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics i Cambridge, Massa., och huvudförfattare på en av två artiklar som accepteras för publicering i Astrofysisk tidskrift beskriver dessa observationer. "Vi kan äntligen se den väldefinierade formen på skivan, som kan berätta en hel del om det underliggande planetsystemet som är ansvarigt för dess mycket distinkta utseende."

    Fomalhaut är ett relativt närliggande stjärnsystem och ett av endast cirka 20 där planeter har avbildats direkt. Hela systemet är cirka 440 miljoner år gammalt, eller ungefär en tiondel av vårt solsystems ålder.

    Som avslöjas i den nya ALMA-bilden, ett strålande band av isigt damm på cirka 2 miljarder kilometer brett har bildats cirka 20 miljarder kilometer från stjärnan.

    ALMA-bild av skräpskivan i Fomalhaut stjärnsystem. Ringen är cirka 20 miljarder kilometer från centralstjärnan och cirka 2 miljarder kilometer bred. Den centrala punkten är det olösta utsläppet från stjärnan, vilket är ungefär dubbelt så mycket som vår sol. Kredit:ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); M. MacGregor

    Skräpskivor är vanliga drag kring unga stjärnor och representerar en mycket dynamisk och kaotisk period i ett solsystems historia. Astronomer tror att de bildas av pågående kollisioner av kometer och andra planetesimaler i de yttre delarna av ett nyligen bildat planetsystem. Det överblivna skräpet från dessa kollisioner absorberar ljus från sin centrala stjärna och återstrålar den energin som ett svagt millimetervåglängdssken som kan studeras med ALMA.

    Genom att använda de nya ALMA-data och detaljerad datormodellering, forskarna kunde beräkna den exakta platsen, bredd, och skivans geometri. Dessa parametrar bekräftar att en så smal ring troligen produceras genom gravitationspåverkan från planeter i systemet, noterade MacGregor.

    De nya ALMA-observationerna är också de första som definitivt visar "apocenterglöd, "ett fenomen som förutspåddes i en tidning från 2016 av Margaret Pan, en vetenskapsman vid Massachusetts Institute of Technology i Cambridge, som också är medförfattare till de nya ALMA-tidningarna. Som alla föremål med långsträckta banor, det dammiga materialet i Fomalhautskivan färdas långsammare när det är längst bort från stjärnan. När dammet saktar ner, det hopar sig, bildar tätare koncentrationer i de mer avlägsna delarna av skivan. Dessa täta områden kan ses av ALMA som ljusare emission av millimetervåglängd.

    Med samma ALMA-datauppsättning, men med fokus på distinkta millimetervåglängdssignaler som naturligt sänds ut av molekyler i rymden, forskarna upptäckte också stora förråd av kolmonoxidgas på exakt samma plats som skräpskivan.

    "Dessa data gjorde det möjligt för oss att fastställa att den relativa mängden kolmonoxid plus koldioxid runt Fomalhaut är ungefär densamma som finns i kometer i vårt eget solsystem, " sa Luca Matrà vid University of Cambridge, STORBRITANNIEN, och huvudförfattare på lagets andra uppsats. "Detta kemiska släktskap kan indikera en likhet i kometbildningsförhållandena mellan de yttre delarna av detta planetsystem och vårt eget." Matrà och hans kollegor tror att denna gas antingen frigörs från kontinuerliga kometkollisioner eller resultatet av en singel, stor påverkan mellan superkometer hundratals gånger mer massiv än Hale-Bopp.

    Närvaron av denna väldefinierade skräpskiva runt Fomalhaut, tillsammans med dess märkligt välbekanta kemi, kan indikera att detta system genomgår sin egen version av det sena tunga bombardementet, en period för cirka 4 miljarder år sedan när jorden och andra planeter rutinmässigt drabbades av svärmar av asteroider och kometer som blivit över från bildandet av vårt solsystem.

    "Tjugo år sedan, de bästa millimetervåglängdsteleskopen gav de första suddiga kartorna över sandkorn som kretsar kring Fomalhaut. Nu med ALMAs fulla möjligheter har hela ringen av material avbildats, avslutade Paul Kalas, en astronom vid University of California i Berkeley och huvudforskare av dessa observationer. "En dag hoppas vi kunna upptäcka planeterna som påverkar banorna för dessa korn."


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com