• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Massiv gasskiva väcker frågor om planetbildningsteori

    Sammansatt ALMA-bild av skräpskivan runt den unga stjärnan 49 Ceti. Dammfördelningen visas i rött; fördelningen av kolmonoxid visas i grönt; och fördelningen av kolatomer visas i blått. Kredit:ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Higuchi et al.

    Astronomer som använde Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) hittade en ung stjärna omgiven av en häpnadsväckande massa gas. Stjärnan, heter 49 Ceti, är 40 miljoner år gammal och konventionella teorier om planetbildning förutspår att gasen borde ha försvunnit vid den åldern. Den gåtfulla mängden gas kräver en omprövning av vår nuvarande förståelse av planetbildning.

    Planeter bildas i gasformiga dammiga skivor som kallas protoplanetära skivor runt unga stjärnor. Dammpartiklar aggregeras för att bilda jordliknande planeter eller för att bli kärnorna i mer massiva planeter genom att samla in stora mängder gas från skivan för att bilda Jupiterliknande gasformiga jätteplaneter. Enligt nuvarande teorier, allt eftersom tiden går inkorporeras gasen i skivan antingen i planeter eller blåses bort av strålningstrycket från den centrala stjärnan. I slutet, stjärnan är omgiven av planeter och en skiva av dammigt skräp. Denna dammiga skiva, kallas skräpskiva, innebär att planetbildningsprocessen nästan är avslutad.

    De senaste framstegen inom radioteleskop har gett en överraskning på detta område. Astronomer har funnit att flera skräpskivor fortfarande har en viss mängd gas. Om gasen förblir länge i skräpskivorna, planetariska frön kan ha tillräckligt med tid och material för att utvecklas till gigantiska planeter som Jupiter. Därför, gasen i en skräpskiva påverkar sammansättningen av det resulterande planetsystemet.

    "Vi hittade atomär kolgas i skräpskivan runt 49 Ceti genom att använda mer än 100 timmars observationer på ASTE-teleskopet, " säger Aya Higuchi, en astronom vid National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ). ASTE är ett radioteleskop med en diameter på 10 m i Chile som drivs av NAOJ. "Som en naturlig förlängning, vi använde ALMA för att få en mer detaljerad bild, och det gav oss den andra överraskningen. Kolgasen runt 49 Ceti visade sig vara 10 gånger mer riklig än vår tidigare uppskattning."

    ALMA-bild av skräpskivan runt den unga stjärnan 49 Ceti. Dammfördelningen visas i rött; fördelningen av kolmonoxid visas i grönt; och fördelningen av kolatomer visas i blått. Kredit:ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Higuchi et al.

    Tack vare ALMAs höga upplösning, teamet avslöjade den rumsliga fördelningen av kolatomer i en skräpskiva för första gången. Kolatomer är mer spridda än kolmonoxid, de näst vanligaste molekylerna runt unga stjärnor, vätemolekyler är de vanligaste. Mängden kolatomer är så stor att teamet till och med upptäckt svaga radiovågor från en sällsyntare form av kol, 13C. Detta är den första upptäckten av 13C-emissionen vid 492 GHz i något astronomiskt objekt, som vanligtvis döljs bakom utsläppet av normala 12C.

    "Mängden 13C är bara 1% av 12C, Därför var upptäckten av 13C i skräpskivan helt oväntad, " säger Higuchi. "Det är tydliga bevis på att 49 Ceti har en förvånansvärt stor mängd gas."

    Vad är ursprunget till gasen? Forskare har föreslagit två möjligheter. Den ena är att det är restgas som överlevde avledningsprocessen i slutfasen av planetbildningen. Mängden gas runt 49 Ceti är, dock, jämförbara med de runt mycket yngre stjärnor i den aktiva planetbildningsfasen. Det finns inga teoretiska modeller för att förklara hur så mycket gas kunde ha kvarstå så länge. Den andra möjligheten är att gasen släpptes ut genom kollisioner av små kroppar som kometer. Men antalet kollisioner som behövs för att förklara den stora mängden gas runt 49 Ceti är för stort för att rymmas i nuvarande teorier. De nuvarande ALMA-resultaten föranleder en omprövning av modellerna för planetbildning.


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com