Nastajanje planetov je tekma s časom. Vesoljski teleskop James Webb je pri 72 mladih zvezdah opazoval, kako iz njihove okolice uhaja plin, potreben za nastanek planetov. Ko ta surovina izgine, je priložnosti za oblikovanje plinskih velikanov, kot sta Jupiter in Saturn, praktično konec.
Nova raziskava, objavljena v reviji The Astronomical Journal, velja za eno največjih Webbovih raziskav nastajanja planetov doslej. Ekipa pod vodstvom Namana Bajaja z Univerze v Arizoni je analizirala podatke o 72 mladih, Soncu podobnih zvezdah in diskih plina ter prahu, ki jih obdajajo.
Takšne protoplanetarne diske lahko razumemo kot gradbišča prihodnjih planetarnih sistemov. Prašni delci se v njih postopoma združujejo v večja telesa, plin pa je ključen predvsem za nastanek velikih planetov z gostimi atmosferami.
Toda plin okoli mlade zvezde ne ostane dolgo.
Vetrovi odnašajo material za nastanek planetov
Raziskovalci so uporabili arhivske podatke Webbovega srednjeinfrardečega instrumenta MIRI. Z njim so iskali dve značilni sledi uhajajočega plina: molekularni vodik, ki je najpogostejša molekula v protoplanetarnih diskih, in ionizirani neon.
Razširjene izpuste molekularnega vodika ali neona so zaznali pri 66 od 72 proučevanih diskov. Stožčaste vetrove molekularnega vodika so odkrili v 46 sistemih, hitre curke neona pa v 40.
Opazovanja so pokazala, da se način izgubljanja plina med razvojem sistema spreminja. Okoli najmlajših zvezd prevladujejo močni curki in vetrovi, ki jih poganjajo magnetna polja. Ti iz diska odnašajo maso in kotni moment ter tako spreminjajo pogoje za rast planetov.
Ko sistem postaja starejši in na zvezdo pada vse manj snovi, curki oslabijo, vetrovi pa postajajo pretežno atomski. Visokoenergijsko sevanje zvezde lahko takrat prodre globlje v redkejši disk, segreje plin in ga požene v vesolje. Proces je znan kot fotoevaporacija.
Ko plina ni več, se okno za nastanek velikanov zapre
Raziskava kaže, da za izginjanje protoplanetarnega diska ni odgovoren en sam mehanizem. V mlajših sistemih prevladujejo magnetno gnani vetrovi in curki, pozneje pa vse pomembnejšo vlogo prevzame fotoevaporacija.
“Razpršitev diska predstavlja temeljno uro nastajanja planetov. Ko plina ni več, je možnost za nastanek s plinom bogatih planetov praktično končana,” je pojasnila soavtorica raziskave Uma Gorti z inštituta SETI.
Bajaj je dodal, da morajo planeti, podobni Jupitru, svoje obsežne atmosfere zgraditi, dokler je v disku še dovolj materiala – preden ga vetrovi in curki odnesejo v vesolje.
Ugotovitve tako pomagajo pojasniti, zakaj nekateri mladi sistemi razvijejo velike plinaste planete, drugi pa ostanejo brez njih. Naslednji cilj raziskovalcev je ugotoviti, koliko plina vetrovi dejansko odstranijo in iz katerih delov diska prihaja. To bi lahko razkrilo tudi, kje in kako hitro lahko nastanejo različne vrste planetov.
Podrobnejše ugotovitve je objavil tudi inštitut SETI. Portal24.si pa je pred kratkim poročal tudi o Webbovem odkritju skritega planeta v sistemu Beta Pictoris.
