Genom att undersöka atomkollinjen från två unga stjärnsystem - 49 Ceti och Beta Pictoris - hade forskare hittat atomkol i skivan, första gången denna observation har gjorts vid sub-millimeter våglängd, antyda att gasen i skräpskivor inte är ursprunglig, utan snarare genereras från någon process av kollisioner som äger rum i skräpskivan.

Många unga stjärnor, liksom fler medelålders stjärnor som vår sol, har "skräpskivor" - som Oort -molnet i vårt eget solsystem - som antas vara rester av systemets bildning. Nyligen, radioobservationer har upptäckt gas inom ett antal sådana skivor, men det var inte klart varför gasen var där. Det finns två stora hypoteser:antingen är gasen ur -gas från det ursprungliga gasmolnet som bildade stjärnan, eller det härrör från kollisioner mellan objekt i disken.

På jakt efter en lösning på detta problem, ett team från RIKEN Star och Planet Formation Laboratory beslutade att titta på utsläpp av kol, som är viktiga eftersom de kan ge ledtrådar till gasens ursprung. I vanliga fall, kol finns mestadels i molekylär form, som kolmonoxid. Ultraviolett ljus från den centrala stjärnan kommer att "dissociera" atomerna, skapa fritt atomkol, men normalt kombinerar en kemisk reaktion - förmedlad av väte - kolet till CO. Men om det inte finns väte, då sker reaktionen inte och kolet förblir i atomtillstånd.

Aya Higuchi, tidningens första författare, publicerad i Astrofysiska tidskriftsbrev , kunde använda Atacama Submillimeter Telescope Experiment (ASTE) i tio meter för att undersöka atomkolsystemet från två unga stjärnsystem-49 Ceti och Beta Pictoris-som är kända för att ha skräpskivor. De jämförde sedan detta från data om CO tagna av Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), en rad teleskop i samma anläggning. "Vi blev förvånade, " hon säger, "för att hitta atomkol i skivan, första gången denna observation har gjorts vid sub-millimeter våglängd. Men mer, vi blev förvånade över hur mycket det var. Det var ungefär lika vanligt som kolmonoxiden. "

Innebörden, åtminstone för dessa tvåstjärniga system, är att det finns väldigt lite väte för att driva kolet tillbaka till CO. Eftersom väte utgör det mesta av gasen i protoplanetära moln, detta antyder att gasen inte är urformig, utan snarare genereras från någon process som äger rum i skräpskivan. Gas har hittats i andra skräpskivor, men finns inte i alla. Higuchi säger, "Om vi ​​kan utföra liknande mätningar på andra unga stjärnor, det kommer att hjälpa till att klargöra ursprunget för gasen i skräpskivan. Våra data här tyder på att gasen är sekundär. "

Ser till framtiden, hon fortsätter, "Detta arbete kommer också att hjälpa till att förstå hur en protoplanetär skiva utvecklas till en skräpskivor genom att skilja gasens ursprung i skivorna."