Co działo się wokół Słońca, zanim powstały planety?
Dzięki analizie obecnego stanu Układu Słonecznego oraz obserwacjom odległego systemu planetarnego naukowcy pokazali, co prawdopodobnie działo się wokół Słońca, zanim powstały planety. Mówią o okrążających gwiazdę, bogatych w żelazo, koncentrycznych dyskach pyłu.
Postęp w rozwoju instrumentów astronomicznych sprawia, że naukowcy mogą coraz dokładniej badać odległe systemy planetarne, w tym odnosić je do Układu Słonecznego.
Korzystając z działającego w Europejskim Obserwatorium Południowym Bardzo Dużego Teleskopu (VLT), międzynarodowy zespół ekspertów - kierowany przez zespół z węgierskiego Obserwatorium Konkoly - odkrył wyjątkową strukturę w odległym o 500 lat świetlnych młodym układzie HD 144432.
„Badając rozkład pyłu w położonym blisko gwiazdy dysku, po raz pierwszy w takim środowisku wykryliśmy skomplikowany układ, w którym pył gromadzi się w trzech koncentrycznych pierścieniach” – mówi Roy van Boekel, jeden z autorów publikacji, która ukazała się w magazynie „Astronomy & Astrophysics”.
„Region ten odpowiada obszarowi, w którym w Układzie Słonecznym powstały skaliste planety” – dodaje.
Porównując badany układ do Układu Słonecznego, pierwszy pierścień pyłu jest odpowiednikiem orbity Merkurego, drugi - orbity Marsa, a trzeci – orbity Jowisza.
Jak dotąd tego typu okrążające gwiazdę pierścienie znajdowano w dużych odległościach od gwiazd – większych niż orbita Saturna. Pierścienie zwykle powstają, gdy planety tworzące się w okrążającym gwiazdę dysku wychwytują jego materiał, tworząc przerwy w dysku.
Obserwacje HD 144432 to pierwszy przypadek, kiedy zaobserwowano tak skomplikowany system pierścieni blisko gwiazdy.
Jak wyjaśniają badacze, położony jest on w strefie bogatej w pył – materiał, z którego powstają planety skaliste, takie jak Ziemia. Obecność trzech pierścieni wskazuje na powstawanie dwóch planet, a ich masy prawdopodobnie przypominają masę Jowisza.
Badacze zdołali nawet określić skład chemiczny pierścieni. Znaleźli pierwiastki typowe dla Ziemi i innych planet Układu Słonecznego, w tym żelazo, inne metale, tlen oraz krzem.
Jeśli wyniki zostaną potwierdzone, będzie to pierwszy raz, kiedy zaobserwowano żelazo w protoplanetarnym dysku – podkreślają. Dotąd zakładano, że dyski takie składają się głównie z krzemu i węgla, jednak żelazo w miejscu węgla, zdaniem badaczy, lepiej pasuje do modeli teoretycznych.
Przy tym temperatura dysku w układzie HD 144432 osiąga nawet 1500 st. C na wewnętrznym brzegu, a na zewnętrznym spada do 25 st. C.
Żelazo w tak wysokiej temperaturze roztapiają się, a potem tworzą kryształy, natomiast węgiel wszedłby w reakcję z tlenem tworząc gazy tlenek i dwutlenek węgla – tłumaczą naukowcy. Węgiel w postaci stałej mógłby istnieć tylko w bardziej oddalonych of gwiazdy rejonach dysku, ale obserwacje nie potwierdzają jego obecności.
Bogactwo żelaza i mała ilość węgla dobrze pasuje do Układu Słonecznego – podkreślają astronomowie. Na przykład Ziemia zawiera stosunkowo niewiele węgla.
„Uważamy, że dysk w układzie HD 144432 może bardzo przypominać ten, jaki istniał w dawnym Układzie Słonecznym. Dostarczył on dzisiejszym skalnym planetom dużej ilości żelaza” – mówi dr van Boekel.
„Nasze badanie może wnosić kolejny argument za tym, że skład Układu Słonecznego jest raczej typowy” – zwraca uwagę ekspert.
Tak dokładne obserwacje były możliwe dzięki jednoczesnemu wykorzystaniu czterech ponad 8-metrowych teleskopów VLT i doskonałego interferometru (VLTI). Jak wyjaśniają naukowcy, efekt tego był taki, jakby prowadzili obserwację z pomocą jednego teleskopu o średnicy aż 200 m.
Na badania czekają już kolejne systemy. „Mamy jeszcze kilka innych gwiazd czekających na to, aby przyjrzeć im się z pomocą VLTI” – mówi dr van Boekel.
Dzięki temu, być może będzie można odpowiedzieć na pytanie, czy planety powszechnie powstają w bogatych w żelazo dyskach położonych blisko gwiazd.(PAP)
Autor: Marek Matacz
kh/
