• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Okänd skattkammare av planeter hittade gömda i damm

    Oxens molekylära moln, bild här av ESA:s Herschel Space Observatory, är ett stjärnbildande område cirka 450 ljusår bort. Bildramen täcker ungefär 14 gånger 16 ljusår och visar glöden av kosmiskt stoft i det interstellära materialet som genomsyrar molnet, avslöjar ett intrikat mönster av filament prickade med några kompakta, ljusa kärnor - fröna till framtida stjärnor. Kredit:ESA/Herschel/PACS, SPIRE/Gould Belt undersökning Nyckelprogram/Palmeirim et al . 2013

    "Super-Earths" och planeter i storleken Neptunus kan bildas runt unga stjärnor i mycket större antal än forskarna trodde, ny forskning av ett internationellt team av astronomer tyder på.

    Att observera ett urval av unga stjärnor i ett stjärnbildande område i stjärnbilden Oxen, forskare fann att många av dem var omgivna av strukturer som bäst kan förklaras som spår skapade av osynliga, unga planeter i vardande. Forskningen, publiceras i Astrofysisk tidskrift , hjälper forskare att bättre förstå hur vårt eget solsystem kom till.

    För cirka 4,6 miljarder år sedan, vårt solsystem var ett rasande, böljande virvel av gas och damm som omger vår nyfödda sol. I de tidiga stadierna, denna så kallade protoplanetära skiva hade inga märkbara egenskaper, Men snart, delar av den började smälta samman till klumpar av materia – de framtida planeterna. När de plockade upp nytt material under sin resa runt solen, de växte och började plöja in mönster av springor och ringar i skivan som de bildades av. Över tid, den dammiga skivan gav vika för det relativt ordnade arrangemanget vi känner idag, som består av planeter, månar, asteroider och en och annan komet.

    Forskare baserar detta scenario av hur vårt solsystem kom till på observationer av protoplanetära skivor runt andra stjärnor som är tillräckligt unga för att för närvarande vara i färd med att föda planeter. Med Atacama Large Millimeter Array, eller ALMA, bestående av 45 radioantenner i Chiles Atacamaöknen, laget genomförde en undersökning av unga stjärnor i Taurus stjärnbildande region, ett stort moln av gas och damm som ligger blygsamma 450 ljusår från jorden. När forskarna avbildade 32 stjärnor omgivna av protoplanetära skivor, de fann att 12 av dem – 40 procent – ​​har ringar och mellanrum, strukturer som enligt lagets mätningar och beräkningar bäst kan förklaras av förekomsten av nyfödda planeter.

    "Detta är fascinerande eftersom det är första gången som exoplanetstatistik, vilket tyder på att superjordar och Neptunus är den vanligaste typen av planeter, sammanfaller med observationer av protoplanetära skivor, sa tidningens huvudförfattare, Feng Long, en doktorand vid Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics vid Peking University i Bejing, Kina.

    Medan vissa protoplanetära skivor framstår som enhetliga, pannkaksliknande föremål som saknar funktioner eller mönster, koncentriska ljusa ringar separerade av luckor har observerats, men eftersom tidigare undersökningar har fokuserat på de ljusaste av dessa föremål eftersom de är lättare att hitta, det var oklart hur vanliga skivor med ring- och gapstrukturer verkligen är i universum. Denna studie presenterar resultaten av den första opartiska undersökningen genom att målskivorna valdes oberoende av deras ljusstyrka – med andra ord, forskarna visste inte om några av deras mål hade ringstrukturer när de valde dem för undersökningen.

    "De flesta tidigare observationer hade varit inriktade på att upptäcka närvaron av mycket massiva planeter, som vi vet är sällsynta, som hade huggit ut stora inre hål eller luckor i ljusa skivor, " sa tidningens andra författare Paola Pinilla, en NASA Hubble Fellow vid University of Arizonas Steward Observatory. "Medan massiva planeter hade antagits i några av dessa ljusa skivor, lite hade varit känt om de svagare skivorna."

    Tills nyligen, protoplanetära skivor troddes vara släta, som pannkaksliknande föremål. Resultaten från denna studie visar att vissa skivor är mer som munkar med hål, men uppträder ännu oftare som en serie ringar. Ringarna är sannolikt snidade av planeter som annars är osynliga för oss. Kredit:Feng Long

    Laget, som också inkluderar Nathan Hendler och Ilaria Pascucci vid UA:s Lunar and Planetary Laboratory, mätte egenskaperna hos ringar och luckor observerade med ALMA och analyserade data för att utvärdera möjliga mekanismer som kan orsaka de observerade ringarna och luckorna. Även om dessa strukturer kan vara huggna av planeter, Tidigare forskning har föreslagit att de också kan skapas av andra effekter. I ett vanligt föreslagit scenario, så kallade islinjer orsakade av förändringar i stoftpartiklarnas kemi över skivan som svar på avståndet till värdstjärnan och dess magnetfält skapar tryckvariationer över skivan. Dessa effekter kan skapa variationer i disken, manifesteras som ringar och luckor.

    Forskarna utförde analyser för att testa dessa alternativa förklaringar och kunde inte fastställa några samband mellan stjärnegenskaper och mönstren av luckor och ringar som de observerade.

    "Vi kan därför utesluta den allmänt föreslagna idén om islinjer som orsakar ringarna och luckorna, " sa Pinilla. "Våra fynd lämnar nya planeter som den mest troliga orsaken till mönstren vi observerade, även om vissa andra processer också kan fungera."

    Eftersom det är omöjligt att upptäcka de enskilda planeterna direkt på grund av värdstjärnans överväldigande ljusstyrka, teamet utförde beräkningar för att få en uppfattning om vilka typer av planeter som kan bildas i Taurus stjärnbildande region. Enligt fynden, Neptunus-stora gasplaneter eller så kallade superjordar — terrestra planeter med upp till 20 jordmassor — borde vara vanligast. Endast två av de observerade skivorna skulle potentiellt kunna hysa giganter som konkurrerar med Jupiter, den största planeten i solsystemet.

    "Eftersom de flesta av de nuvarande exoplanetundersökningarna inte kan penetrera det tjocka dammet av protoplanetära skivor, alla exoplaneter, med ett undantag, har upptäckts i mer utvecklade system där en disk inte längre finns närvarande, sa Pinilla.

    Går framåt, forskargruppen planerar att flytta ALMAs antenner längre isär, vilket bör öka arrayens upplösning till cirka fem astronomiska enheter (en AU är lika med det genomsnittliga avståndet mellan jorden och solen), och att göra antennerna känsliga för andra frekvenser som är känsliga för andra typer av damm.

    "Våra resultat är ett spännande steg för att förstå denna nyckelfas av planetbildning, "Lång sa, "och genom att göra dessa justeringar, vi hoppas på att bättre förstå ursprunget till ringarna och luckorna."


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com