Det sjældne molekyle, der vejer ind i fødslen af ​​planeter

Astronomer, der bruger et af de mest avancerede radioteleskoper, har opdaget et sjældent molekyle i støv- og gasskiven omkring en ung stjerne - og det kan give et svar på en af ​​de gåder, astronomerne står over for.

Stjernen, kaldet HD 163296, ligger 330 lysår fra Jorden og er dannet over de sidste seks millioner år.

Den er omgivet af en skive af støv og gas - en såkaldt protoplanetarisk skive. Det er inden i disse skiver, at unge planeter fødes. Ved hjælp af et radioteleskop i Atacama-ørkenen i Chile, forskere var i stand til at detektere et ekstremt svagt signal, der viser eksistensen af ​​en sjælden form for kulilte - kendt som en isotopolog ( ¹³ C ¹⁷ O).

Påvisningen har muliggjort et internationalt samarbejde mellem forskere, ledet af University of Leeds, at måle massen af ​​gassen i skiven mere præcist end nogensinde før. Resultaterne viser, at disken er meget tungere - eller mere 'massiv' - end tidligere antaget.

Alice Booth, en ph.d. forsker ved Leeds, der ledede undersøgelsen, sagde:"Vores nye observationer viste, at der var mellem to og seks gange mere masse gemt i skiven, end tidligere observationer kunne måle.

"Dette er et vigtigt fund med hensyn til fødslen af ​​planetsystemer i skiver - hvis de indeholder mere gas, så har de mere byggemateriale til at danne mere massive planeter."

Undersøgelsen — Den første påvisning af ¹³ C ¹⁷ O i en protoplanetarisk skive:et robust spor af skivegasmasse - udgives i dag i Astrofysiske tidsskriftsbreve .

Forskernes konklusioner er vel timede. Nylige observationer af protoplanetariske skiver har forvirret astronomer, fordi de ikke så ud til at indeholde nok gas og støv til at skabe de observerede planeter.

Dr. John Ilee, en forsker ved Leeds, som også var involveret i undersøgelsen, tilføjede:"Disk-exoplanetmasseforskellen rejser alvorlige spørgsmål om, hvordan og hvornår planeter dannes. hvis andre diske skjuler lignende mængder af masse som HD 163296, så har vi måske bare undervurderet deres masser indtil nu."

"Vi kan måle skivemasser ved at se på, hvor meget lys der afgives af molekyler som kulilte. Hvis skiverne er tilstrækkelig tætte, så kan de blokere lyset afgivet af mere almindelige former for kulilte - og det kan resultere i, at forskere undervurderer massen af ​​den tilstedeværende gas.

"Denne undersøgelse har brugt en teknik til at observere det meget sjældnere ¹³ C ¹⁷ O molekyle - og det har givet os mulighed for at kigge dybt inde i skiven og finde et tidligere skjult gasreservoir."

Forskerne brugte et af de mest sofistikerede radioteleskoper i verden - Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) - højt oppe i Atacama-ørkenen.

ALMA er i stand til at observere lys, der er usynligt for det blotte øje, giver astronomer mulighed for at se det, der er kendt som 'det kolde univers' - de dele af rummet, der ikke er synlige ved hjælp af optiske teleskoper.

Booth sagde:"Vores arbejde viser det fantastiske bidrag, som ALMA yder til vores forståelse af universet. Det hjælper med at opbygge et mere præcist billede af den fysik, der fører til dannelsen af ​​nye planeter. Dette hjælper os selvfølgelig med at forstå, hvordan Solen System og Jord blev til."

Forskerne er allerede ved at planlægge de næste skridt i deres arbejde.

Booth tilføjede:"Vi formoder, at ALMA vil give os mulighed for at observere denne sjældne form for CO i mange andre diske. Ved at gøre det, vi kan mere præcist måle deres masse, og afgøre, om videnskabsmænd systematisk har undervurderet, hvor meget stof de indeholder."