Mednarodna skupina astronomov je z uporabo zmogljivega radijskega teleskopa ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) odkrila nove podrobnosti o nastajanju planetov. Raziskava, imenovana AGE-PRO, je pokazala, da protoplanetarni diski, ki obdajajo mlade zvezde, izgubljajo plin hitreje kot prah. Odkritje pojasnjuje, zakaj skalnati planeti, kot je Zemlja, nastanejo zgodaj v razvoju zvezdnih sistemov, medtem ko imajo plinasti velikani, kot je Jupiter, manj časa za nastanek.
Protoplanetarni diski, ki so sestavljeni iz približno 99 odstotkov plina in le enega odstotka prahu, so ključni za nastanek planetov. Raziskava AGE-PRO, objavljena v reviji The Astrophysical Journal, je analizirala 30 diskov okoli zvezd, podobnih Soncu, v treh zvezdnih regijah: Ophiuchus (star 0,5–1 milijon let), Lupus (1–3 milijone let) in Upper Scorpius (2–6 milijonov let).
Ugotovitve kažejo, da plin, večinoma vodik, v prvih nekaj milijonih let hitro izhlapi, kar omejuje čas, v katerem lahko nastanejo plinasti planeti. Prah, ki je osnova za skalnate planete, pa ostaja v disku dlje časa, kar omogoča daljši proces njihovega nastanka.
Vodja raziskave, Ke Zhang z Univerze v Wisconsinu–Madison, je poudaril, da morajo plinasti velikani nastati hitro, saj je plina v disku na voljo le nekaj milijonov let. Skalnati planeti, kot so Zemlja, Mars ali Venera, imajo zaradi obstojnosti prahu več časa, tudi do nekaj deset milijonov let.
ALMA razkriva molekularne sledi plina
ALMA je s svojo izjemno občutljivostjo omogočila zaznavanje šibkih molekularnih linij, ki delujejo kot “prstni odtisi” različnih plinov v diskih. Čeprav je ogljikov monoksid (CO) najpogosteje uporabljen indikator plina, so raziskovalci uporabili tudi molekulo N2H⁺, da bi natančneje izmerili maso plina. Poleg tega so zaznali druge molekule, kot so formaldehid, metil cianid in deuterirane spojine, kar je omogočilo celovitejše razumevanje kemične sestave diskov.
Raziskava je pokazala, da se razmerje med plinom in prahom s časom spreminja. V starejših diskih, ki preživijo dlje, je plina več, kot so pričakovali, kar odpira nova vprašanja o raznolikosti planetarnih sistemov.
Dingshan Deng, študent na Univerzi v Arizoni, je pri analizi podatkov za regijo Lupus poudaril, da so zdaj zmožni izmeriti mase plina tudi v manjših in šibkejših diskih, kar je ključno za razumevanje njihovega razvoja.
AGE-PRO je prva obsežna raziskava, ki sistematično proučuje razvoj plina v protoplanetarnih diskih. Podatki, zbrani v treh zvezdnih regijah, so ustvarili pomemben arhiv, ki bo služil kot osnova za prihodnje raziskave. Astronomska skupnost pričakuje, da bodo nadaljnja opazovanja, tudi z uporabo teleskopa James Webb (JWST), omogočila še natančnejše vpoglede v notranje, toplejše dele diskov, kjer nastajajo skalnati planeti.
Zhang in njegova ekipa so že pridobili podatke z JWST za 30 diskov, proučenih z ALMA. Ti podatki bodo omogočili raziskovanje materialov v bližini zvezd, kar je ključno za razumevanje nastanka Zemlji podobnih planetov.
Foto: Pixabay/WikiImages/fotografija je simbolna
