ALMA fanger oprørt planetfabrik

Planetdannende miljøer kan være meget mere komplekse og kaotiske end tidligere forventet. Dette bevises af et nyt billede af stjernen RU Lup, lavet med Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA).

Alle planeter, inklusive dem i vores solsystem, er født i skiver af gas og støv omkring stjerner, såkaldte protoplanetariske skiver. Takket være ALMA har vi fantastiske billeder i høj opløsning af mange af disse planetfabrikker, viser støvede skiver med flere ringe og huller, der antyder tilstedeværelsen af ​​nye planeter. De mest berømte eksempler på disse er HL Tau og TW Hydrae.

Men diske er ikke nødvendigvis så pænt arrangeret, som disse indledende støvobservationer antyder. Et nyt ALMA-billede af RU Lup, en ung variabel stjerne i Lupus-stjernebilledet, afslørede et kæmpe sæt spiralarme lavet af gas, strækker sig langt ud over dens mere velkendte støvskive. Denne spiralstruktur - der ligner en 'mini-galakse' - strækker sig til næsten 1000 astronomiske enheder (au) fra stjernen, meget længere væk end den kompakte støvskive, der strækker sig til omkring 60 au.

Tidligere observationer af RU Lup med ALMA, som var en del af Disk Substructures at High Angular Resolution Project (DSHARP), allerede afsløret tegn på igangværende planetdannelse, antydet af støvhullerne i dens protoplanetariske skive. "Men vi lagde også mærke til nogle svage kulilte (CO)-gasstrukturer, der strakte sig ud over skiven. Det var derfor, vi besluttede at observere skiven omkring stjernen igen, denne gang med fokus på gassen i stedet for støvet, " sagde Jane Huang fra Center for Astrofysik, Harvard &Smithsonian (CfA) og hovedforfatter på et papir offentliggjort i dag i Astrofysisk tidsskrift .

Protoplanetariske skiver indeholder meget mere gas end støv. Mens støv er nødvendigt for at akkumulere planeternes kerner, gas skaber deres atmosfærer.

I de seneste år, højopløsningsobservationer af støvstrukturer har revolutioneret vores forståelse af planetdannelse. Imidlertid, dette nye billede af gassen indikerer, at det nuværende syn på planetdannelsen stadig er for forenklet, og at det kan være meget mere kaotisk end tidligere udledt af de velkendte billeder af pænt koncentriske ringede skiver

"Det faktum, at vi observerede denne spiralstruktur i gassen efter en længere observation tyder på, at vi sandsynligvis ikke har set den fulde mangfoldighed og kompleksitet af planetdannende miljøer. Vi kan have savnet meget af gasstrukturerne i andre diske, " tilføjede Huang.

Huang og hendes team foreslår flere scenarier, der muligvis kan forklare, hvorfor spiralarmene dukkede op omkring RU Lup. Måske er disken ved at kollapse under sin egen tyngdekraft, fordi det er så massivt. Eller måske interagerer RU Lup med en anden stjerne. En anden mulighed er, at disken interagerer med sit miljø, opsamlende interstellart materiale langs spiralarmene.

"Ingen af ​​disse scenarier forklarer fuldstændigt, hvad vi har observeret, " sagde teammedlem Sean Andrews fra CfA. "Der kan være ukendte processer, der sker under planetdannelsen, som vi endnu ikke har taget højde for i vores modeller. Vi vil kun lære, hvad de er, hvis vi finder andre diske derude, der ligner RU Lup."