Astronomer finder bevis på, at planeter begynder at dannes, mens spædbarnsstjerner stadig vokser

Astronomer har fundet overbevisende beviser for, at planeter begynder at dannes, mens spædbarnsstjerner stadig vokser. Det højopløselige billede opnået med Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) viser en ung protostjerneskive med flere mellemrum og ringe af støv. Dette nye resultat, netop offentliggjort i Natur , viser det yngste og mest detaljerede eksempel på støvringe, der fungerer som kosmiske vugger, hvor planeternes frø dannes og tager fat.

Et internationalt hold af videnskabsmænd ledet af Dominique Segura-Cox ved Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (MPE) i Tyskland målrettede protostjernen IRS 63 med ALMA radioobservatoriet. Dette system er 470 lysår fra Jorden og placeret dybt inde i den tætte L1709 interstellare sky i stjernebilledet Ophiuchus. Protostjerner så unge som IRS 63 er stadig svøbt i et stort og massivt tæppe af gas og støv kaldet en konvolut, og protostjernen og skiven fødes fra dette materialereservoir.

I systemer ældre end 1, 000, 000 år, efter at protostjernerne er færdige med at samle det meste af deres masse, ringe af støv er tidligere blevet opdaget i stort antal. IRS 63 er anderledes:ved under 500, 000 år gammel, den er mindre end halvdelen af ​​alderen for andre unge stjerner med støvringe, og protostjernen vil stadig vokse betydeligt i masse. "Ringene i disken omkring IRS 63 er så unge, " understreger Segura-Cox. "Vi plejede at tro, at stjerner først kom ind i voksenlivet og så var mødrene til planeter, der kom senere. Men nu ser vi, at protostjerner og planeter vokser og udvikler sig sammen fra tidlige tider, som søskende."

Planeter står over for nogle alvorlige forhindringer i deres tidligste dannelsesstadier. De skal vokse fra små støvpartikler, mindre end husholdningsstøv her på Jorden. "Ringene i disken til IRS 63 er store bunker af støv, klar til at kombineres til planeter, " bemærker medforfatter Anika Schmiedeke ved MPE. Dog, selv efter at støvet klumper sig sammen og danner et planet embryo, den stadig-dannende planet kunne forsvinde ved at spiralere indad og blive fortæret af den centrale protostjerne. Hvis planeter begynder at dannes meget tidligt og i store afstande fra protostjernen, de kan bedre overleve denne proces.

Holdet af forskere fandt ud af, at der er omkring 0,5 Jupiter-masser af støv i den unge skive af IRS 63 længere end 20 au fra dens centrum (i en afstand svarende til Uranus-kredsløbet i vores solsystem). Det tæller ikke mængden af ​​gas med, hvilket kunne tilføje op til 100 gange mere materiale. Det kræver mindst 0,03 Jupitermasser af fast materiale at danne en planetkerne, der effektivt vil ophobe gas og vokse til en gigantisk gasplanet. Teammedlem Jaime Pineda hos MPE tilføjer, "Disse resultater viser, at vi skal fokusere på de yngste systemer for virkelig at forstå planetdannelse." For eksempel, der er voksende beviser på, at Jupiter faktisk kan være dannet meget længere ude i solsystemet, ud over Neptuns kredsløb, og vandrede derefter indad til sin nuværende placering. Tilsvarende støvet omkring IRS 63 viser, at der er nok materiale langt fra protostjernen og på et stadium ungt nok til, at der er en chance for, at denne solsystemanalog kan danne planeter på den måde, som Jupiter formodes at have dannet.

"Størrelsen på disken ligner meget vores eget solsystem, " Segura-Cox forklarer. "Selv protostjernens masse er kun lidt mindre end vores sols. At studere sådanne unge planetdannende skiver omkring protostjerner kan give os vigtig indsigt i vores egen oprindelse."