Hiiglaslikud planeedid ja komeedid võitlevad planeeti moodustaval kettal

Pilt Tšiili ALMA teleskoobist - mitte kunstniku kontseptsioonist - noore tähe HD 163296. Täht on ümbritsetud gaasi ja tolmu kettaga, kuhu arvatakse moodustavat vähemalt 3 hiiglaslikku planeeti, mis on selle süsteemi abil välja töötatud tulevased komeedid ja asteroidid. Pilt ALMA / S kaudu. Dagnello / Istituto Nazionale di Astrofisica.

Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), mille peakorter asub Roomas, Itaalias, teatas 23. mail 2019 uuest uuringust, mis annab peamise ülevaate pilgust, mille abil päikesesüsteemid oma planeete ehitavad. Uuring põhineb vaatlustel ALMA teleskoobiga Tšiilis. Uuriti, kas kauge tähe - HD 163296 - planeedi moodustavas ketta tolmu ja gaasi jaotuses esinevad anomaalsed omadused võivad tuleneda süsteemi hiidplaneetide vastastikmõjust selle planeesimiaalide või planeedi ehitusplokkidega. Ülejäänud planeedimõõtmetest, need, mis ei lähe planeetide moodustamiseks, saavad ühel päeval selle süsteemi asteroidid ja komeedid.

Uus uuring on avaldatud eelretsenseeritavas Astrophysical Journal .

Astronoomid on sajandeid teoreetikanud, et planeedid moodustuvad äsja sündinud tähte ümbritsevas lamestatud gaasi- ja tolmuketas. Aastal 2014 püüdis ALMA esimesena nende ümmarguste ketaste üksikasjalikke pilte, täpsemalt esimese pildi heledatest kontsentrilistest rõngastest kettal tähe HL Tau ümber. Nii ilmneb päikesesüsteemide sündimise protsess. Sellest ajast alates on ALMA hõivanud ümmarguste ketaste veelgi väiksemamahulisi struktuure - vahesid, rõngaid ja spiraalvarrasid - arvatakse, et enamik neist on seotud noorte planeetide olemasoluga ja tulenevad uute planeetide raskuse ja nende ümbrus. INAF-i avalduses selgitati:

ALMA täheldatud kõige paremini uuritud ketaste hulgas on HD miljonit 323296 ümbritsev 5-aastane täht, mis on umbes kaks korda suurem kui meie päike. HD 163296 ketas on ühtaegu massiivne (natuke vähem kui üks kümnendik päikese massist) ja lai (umbes 500 au, Päikesesüsteemi kaks korda suurem kui Kuiri vöö välispiir) ning seda on soovitatud koduks vähemalt kolmele planeedile mille mass on kaks korda suurem kui Uraani ja Jupiteri mass. ALMA viimased tähelepanekud võimaldasid HD 163296 ketta struktuuri ruumiliselt ja kompositsiooniliselt iseloomustada tasemele, millest varem ei osanud unistada, ning näitas, kui tolm on sellel kettal, vaatamata selle vanusele, endiselt üsna rikkalik (üle 300 korra Maa mass) ja mis on tootnud vähemalt kolm hiiglaslikku planeeti. Samad tähelepanekud paljastasid ka tolmu ruumilise jaotuse veidrad käitumised, mida ei olnud lihtne seletada üksnes selle koosmõjul gaasi ja vastloodud hiiglaslike planeetidega.

Kuna ketas moodustub planeete, arvatakse, et ketas olev tolm on pühitud, nii et see aja jooksul väheneb. Astronoomid eeldasid, et tolm kaob aja jooksul piirkonnast HD 163296 kõige sisimas planeedis. Samal ajal arvasid nad, et ketta välispiirkondadest tulev tolm peaks kuhjuma väljaspool teise ja kolmanda planeedi orbiite. ALMA tähelepanekutest selgus hoopis, et esimese planeedi sees ning esimese ja teise planeedi vahelistes piirkondades on kogu ketta suurim tolmu kontsentratsioon. Uues uuringus uuriti, kas need anomaalsed tolmuomadused võivad tuleneda hiiglaslike planeetide interaktsioonist ketta ühe komponendiga, mida varem ei olnud arvestatud: tasapinnaliste kujutistega.

Diego Turrini INAF-ist - uuringu juhtiv autor - ütles:

Päikesesüsteemi uuringust teame, et küpsed ümmargused kettad, nagu HD 163296, ei koosne ainult gaasist ja tolmust, vaid sisaldavad ka meie asteroidide ja komeetidega sarnaste väikeste planeediobjektide nähtamatut populatsiooni.

Roomas asuva Istituto Nazionale di Astrofisica astronoom Diego Turrini. Ta juhtis meeskonda, kes uuris tähe HD 163296. ümbruse ketta hämaras väikesemahulisi struktuure. Pilt INAF-i kaudu.

Turrini ja tema kolleegid viisid läbi arvutisimulatsioone, mis näitasid, kuidas HD 163296 kolme hiiglasliku planeedi kasvu ajal süstitakse suurem ja suurem osa planetesiimlaste ümbritsevast elanikkonnast väga ekstsentrilistele ja väga kaldudele orbiitidele, mis on sarnased meie päikesesüsteemi komeetide omadega. . Francesco Marzari Padova ülikoolist, uuringu kaasautor, kommenteeris:

Selle dünaamilise erutuse peamiseks tulemuseks on lennukipositsioonide suuremate vägivaldsete kokkupõrgete määr.

Meeskond leidis, et planeesimimaalide kokkupõrked on üsna leebed seni, kuni hiiglaslikud planeedid lähenevad lõppmassidele, kuid kasvavad vägivaldselt kiiresti sajakordseks ja hakkavad planeetasandeid jahvatama. Marzari ütles:

Need vägivaldsed kokkupõrked täiendavad ketta tolmupopulatsiooni. Selle protsessi käigus tekkinud uue tolmu orbitaaljaotus on aga teistsugune kui algsel ja see kontsentreerub peamiselt kahte kohta: esimese hiiglasliku planeedi orbitaalpiirkonda ning esimese ja teise hiidplaneedi vahelisele ringile.

Lisateavet uuringu tulemuste kohta saate lugeda siit

Leonardo Testi, kes oli ka uuringu kaasautor ja Euroopa lõunaobservatooriumi ALMA tugikeskuse juhataja, ütles:

Seda uurimist alustati projekti leidjana, et uurida, kas vastloodud hiiglaslike planeetide põhjustatud dünaamiline erutus võib tõepoolest anda jälgitavaid efekte. Seetõttu kriimustasime lihtsalt selle protsessi pinda ja selle tagajärgi. Selle füüsiline retsept on sellegipoolest üsna lihtne: massiivsed planeedid moodustuvad tasapinnaliste kujutiste kettal. Arvestades laiaulatuslikke allkirju võimalikest noortest hiiglaslikest planeetidest, mida me ALMA abil avastame, ja nende ilmumisest põhjustatud dünaamiliste mõjude pikemat kestust, võiksime proovida protsessi, mis on ümmarguste ketaste seas üsna tavaline.

Ja nii on vastus küsimusele, kuidas meie Maa ja päikesesüsteem valmistati!

Graafiline pilt, mis näitab HD 163296 ümmarguses kettas peidetud jäiste tasapinnaliste ketaste ülalt ja küljelt. Noored hiiglaslikud planeedid loovad kiiresti suure hulga eksokomeete, mis toimivad teiste kehade kiirete mürskudena. Pilt D. Turrini / INAF-IAPS kaudu.

Alumine rida: Noore tähe HD 163296 uued teleskoopilised vaatlused näitavad ümbritsevas tolmupilves tolmurõngaid, mis näitavad, et hiiglaslikud planeedid suhtlevad väikeste kehadega, millest saavad asteroidid ja komeedid.

Allikas: tolmu ja gaasi suhte taastumine ümmargusetes ketastes hiiglaslike planeetide moodustumise tõttu: HD 163296 juhtum

Loe edasi INAFi kaudu