Støvet og gassen i protoplanetariske skiver

Planeter dannes, når støvkornene i en protoplanetarisk skive vokser til småsten og til sidst til planeter. Fordi små støvkorn interagerer med gas (via det træk, det giver), gassen i protoplanetariske skiver påvirker fordelingen af ​​små korn og dermed væksten af ​​planeter. Astronomer, der forsøger at opklare, hvordan støv-gas-interaktioner påvirker planetens udvikling, er særligt interesserede i at studere skivetykkelsen (dens "lodrette højde") kontra afstanden fra stjernen; skiven blusser udad i de fleste tilfælde, hvor den centrale stjerne dominerer systemets masse. Ved selvstændigt at måle højderne af gassen og de små støvkorn, astronomer kan studere grundlæggende diskkarakteristika såsom gas-til-støv masseforhold og turbulens i disken.

CfA-astronomerne Richard Teague og David Wilner og et team af kolleger har gennemført den første direkte sammenligning af gas og støv vertikale højder. De modellerede arkivobservationer med flere bølgelængder fra ALMA, Hubble, og Gemini i tre planetskiver, der er særligt velegnede til sådanne målinger:systemerne er moderat tilbøjelige til synslinjen for at tilbyde noget 3D-perspektiv, de har nok kuliltegas og støv til at disse komponenter kan måles, og diskene viser flere ringe. Ringene spreder lyset og er nødvendige for estimering af de små korns lodrette højder (ringenes oprindelse er usikker, muligvis udskåret af planeter eller af en temperaturovergang, der producerer is).

Astronomerne finder, at i to systemer er gas og støv ud til afstande fra stjernen på omkring hundrede astronomiske enheder sammenstillet med den samme struktur, men længere væk har støvkornene en mindre lodret højde end CO-gassen. I det tredje system har de to komponenter den samme form på alle afstande. Forskerne hævder, at et gas-til-støv-masseforhold større end 100 (den typiske værdi for det interstellare medium) kan forklare opførselen af ​​de to første. Holdet konkluderer også, at de lodrette højder af gas og støv ikke blot er funktioner af massen, alder, eller stjernens spektraltype, men i det fremtidige arbejde håber de at afklare afhængighederne.

Forskerne advarer om, at det med kun tre eksempler er for tidligt at generalisere deres konklusioner. De bemærker også, at mekanismerne til fremstilling af ringene er usikre, og der kan have været en uidentificeret selektionseffekt i disse systemer. For eksempel, disse diske er relativt store, og mindre, mere typiske kunne opføre sig anderledes. Ikke mindst, virkningerne af turbulens og støvaflejringer er fortsat usikre. Disse første resultater, imidlertid, demonstrere gennemførligheden af ​​teknikkerne. Yderligere observationer og modellering skulle være i stand til at karakterisere skiverne i andre systemer og spore flere detaljer om planetdannelsesprocessen.