Astronomët vëzhgojnë tre unaza hekuri në një disk që formon planetin

Origjina e Tokës dhe e sistemit diellor frymëzon shkencëtarët dhe publikun njësoj. Duke studiuar gjendjen aktuale të planetit tonë të lindjes dhe objekteve të tjera në sistemin diellor, studiuesit kanë zhvilluar një pamje të detajuar të kushteve kur ato evoluan nga një disk i bërë nga pluhuri dhe gazi që rrethon diellin e mitur rreth 4.5 miliardë vjet më parë.

Me përparimin befasues të bërë në kërkimin e formimit të yjeve dhe planetëve që synojnë objektet qiellore të largëta, tani mund të hetojmë kushtet në mjediset rreth yjeve të rinj dhe t’i krahasojmë ato me ato që rrjedhin për sistemin e hershëm diellor . Duke përdorur Interferometrin Shumë të Madh të Teleskopit (VLTI) të Observatorit Evropian Jugor (ESO), një ekip ndërkombëtar studiuesish i udhëhequr nga József Varga nga Observatori Konkoly në Budapest, Hungari, bëri pikërisht këtë. Ata vëzhguan diskun e formimit të planetit të yllit të ri HD 144432, afërsisht 500 vite dritë larg.

“Kur studionim shpërndarjen e pluhurit në zonën më të brendshme të diskut, ne zbuluam për herë të parë një strukturë komplekse në të cilën pluhuri grumbullohet në tre unaza koncentrike në një mjedis të tillë”, thotë Roy van Boekel. Ai është një shkencëtar në Institutin Max Planck për Astronominë (MPIA) në Heidelberg, Gjermani dhe një bashkautor i artikullit themelor kërkimor që do të shfaqet në revistën Astronomy & Astrophysics .

“Ai rajon korrespondon me zonën ku u formuan planetët shkëmborë në sistemin diellor,” shton van Boekel. Krahasuar me sistemin diellor, unaza e parë rreth HD 144432 shtrihet brenda orbitës së Mërkurit dhe e dyta është afër trajektores së Marsit. Për më tepër, unaza e tretë përafërsisht korrespondon me orbitën e Jupiterit.

Deri më tani, astronomët kanë gjetur konfigurime të tilla kryesisht në shkallë më të mëdha që korrespondojnë me sferat përtej vendit ku Saturni rrotullohet rreth diellit. Sistemet e unazave në disqet rreth yjeve të rinj në përgjithësi tregojnë për planetët që formohen brenda boshllëqeve ndërsa grumbullojnë pluhur dhe gaz në rrugën e tyre.

Megjithatë, HD 144432 është shembulli i parë i një sistemi kaq kompleks unazash kaq afër yllit të tij pritës. Ndodhet në një zonë të pasur me pluhur, blloku ndërtues i planetëve shkëmborë si Toka. Duke supozuar se unazat tregojnë praninë e dy planeteve që formohen brenda boshllëqeve, astronomët vlerësuan se masat e tyre i ngjanin përafërsisht asaj të Jupiterit.

Astronomët përcaktuan përbërjen e pluhurit përgjatë diskut deri në një ndarje nga ylli qendror që korrespondon me distancën e Jupiterit nga dielli. Ajo që ata gjetën është shumë e njohur për shkencëtarët që studiojnë Tokën dhe planetët shkëmborë në sistemin diellor: silikate të ndryshme (përbërje metal-silikon-oksigjen) dhe minerale të tjera të pranishme në koren dhe mantelin e Tokës, dhe ndoshta hekuri metalik siç është i pranishëm në Merkurin dhe Tokën. bërthamat. Nëse konfirmohet, ky studim do të ishte i pari që do të kishte zbuluar hekurin në një disk që formon planetin.

“Astronomët kanë shpjeguar deri tani vëzhgimet e disqeve me pluhur me një përzierje të pluhurit të karbonit dhe silikatit, materiale që ne i shohim pothuajse kudo në univers,” shpjegon van Boekel. Megjithatë, nga një këndvështrim kimik, një përzierje hekuri dhe silikati është më e besueshme për rajonet e nxehta, të brendshme të diskut.

Në të vërtetë, modeli kimik që Varga, autori kryesor i artikullit kërkimor themelor, aplikoi për të dhënat jep rezultate më të përshtatshme kur fut hekurin në vend të karbonit.

Për më tepër, pluhuri i vëzhguar në diskun HD 144432 mund të jetë i nxehtë deri në 1800 Kelvin (përafërsisht 1500 gradë Celsius) në skajin e brendshëm dhe deri në 300 Kelvin (përafërsisht 25 gradë Celsius) më larg. Mineralet dhe hekuri shkrihen dhe rikondensohen, shpesh si kristale, në zonat e nxehta pranë yllit.

Nga ana tjetër, kokrrat e karbonit nuk do t’i mbijetonin nxehtësisë dhe në vend të kësaj do të ishin të pranishme si monoksid karboni ose gaz dioksid karboni. Megjithatë, karboni mund të jetë ende një përbërës i rëndësishëm i grimcave të ngurta në diskun e jashtëm të ftohtë, të cilin vëzhgimet e kryera për këtë studim nuk mund ta gjurmojnë.

Pluhuri i pasur me hekur dhe i varfër me karbon gjithashtu do të përshtatej mirë me kushtet në sistemin diellor. Mërkuri dhe Toka janë planetë të pasur me hekur, ndërsa Toka përmban relativisht pak karbon. “Ne mendojmë se disku HD 144432 mund të jetë shumë i ngjashëm me sistemin e hershëm diellor që siguronte shumë hekur për planetët shkëmborë që njohim sot,” thotë van Boekel. “Studimi ynë mund të paraqitet si një shembull tjetër që tregon se përbërja e sistemit tonë diellor mund të jetë mjaft tipike.”

Marrja e rezultateve ishte e mundur vetëm me vëzhgime jashtëzakonisht me rezolucion të lartë, siç parashikohet nga VLTI. Duke kombinuar katër teleskopët VLT 8.2 metra në Observatorin Paranal të ESO-s, ata mund të zgjidhin detaje sikur astronomët do të përdornin një teleskop me një pasqyrë kryesore prej 200 metrash në diametër. Varga, van Boekel dhe bashkëpunëtorët e tyre morën të dhëna duke përdorur tre instrumente për të arritur një mbulim të gjerë vale që varion nga 1.6 në 13 mikrometra, që përfaqëson dritën infra të kuqe.

MPIA ofroi elemente teknologjike jetike për dy pajisje, GRAVITY dhe Eksperimentin Spectroskopik me infra të kuqe të mesme Multi AperTure (MATISSE). Një nga qëllimet kryesore të MATISSE është të hetojë zonat shkëmbore të disqeve që formojnë planetin rreth yjeve të rinj. “Duke parë rajonet e brendshme të disqeve protoplanetare rreth yjeve, ne synojmë të eksplorojmë origjinën e mineraleve të ndryshme që gjenden në disk – minerale që më vonë do të formojnë përbërësit e ngurtë të planetëve si Toka”, thotë Thomas Henning, drejtor i MPIA dhe bashkë-PI i instrumentit MATISSE.

Megjithatë, prodhimi i imazheve me një interferometër si ata që jemi mësuar të marrim nga teleskopë të vetëm nuk është e thjeshtë dhe kërkon shumë kohë. Një përdorim më efikas i kohës së çmuar të vëzhgimit për të deshifruar strukturën e objektit është krahasimi i të dhënave të pakta me modelet e konfigurimeve të synuara potenciale. Në rastin e diskut HD 144432 , një strukturë me tre unaza përfaqëson më së miri të dhënat.

Përveç sistemit diellor, HD 144432 duket se ofron një shembull tjetër të formimit të planetëve në një mjedis të pasur me hekur. Megjithatë, astronomët nuk do të ndalen me kaq.

“Ne kemi ende disa kandidatë premtues që presin që VLTI t’i hedhë një vështrim më të afërt,” thekson van Boekel. Në vëzhgimet e mëparshme, ekipi zbuloi një numër disqesh rreth yjeve të rinj që tregojnë konfigurime që ia vlen të rishikohen. Sidoqoftë, ata do të zbulojnë strukturën dhe kiminë e tyre të detajuar duke përdorur instrumentet më të fundit VLTI. Përfundimisht, astronomët mund të jenë në gjendje të sqarojnë nëse planetët zakonisht formohen në disqe me pluhur të pasur me hekur afër yjeve të tyre mëmë.