Ślady śniegu w młodym układzie planetarnym
8 Sie 2013r. w Astronomia napisał/a Tomasz LechańskiPo raz pierwszy udało się zaobserwować śnieg w odległym, nowopowstałym układzie planetarnym. Znajduje się on w dysku otaczającym gwiazdę TW Hydrae.
Po raz pierwszy udało się zaobserwować śnieg w odległym, nowopowstałym układzie planetarnym. Znajduje się on w dysku otaczającym gwiazdę TW Hydrae. Odkrycie to może przyczynić się do lepszego zrozumienia procesów odpowiedzialnych za formowanie komet i planet, poznania czynników, które wpływają na ich strukturę, jak również pomoże prześledzić historię Układu Słonecznego.
Odkrycia dokonano przy użyciu interferometru radiowego ALMA. Na Ziemi pasy śniegu powstają na dużych wysokościach, gdyż panują tam niskie temperatury, przez co wilgoć obecna w powietrzu zamienia się w śnieg. Zjawisko to jest łatwo dostrzegalne na górskich szczytach, które są spowite warstwą białego puchu.
Artystyczna wizja ilustrująca pas śniegu otaczający gwiazdę TW Hydrae.
Podobna sytuacja ma miejsce w odległych, zimnych obszarach dysków pełnych materii, gdzie formują się planety. Najbliżej samej gwiazdy, jako pierwsza zamarza woda, tworząc tym samym początkową linię śniegu. Posuwając się dalej, wraz ze spadkiem temperatury ten sam los spotyka dwutlenek węgla, metan oraz tlenek węgla. Zamarzając tworzą one lepką powłokę wokół ziarenek pyłu, co w znaczący sposób zapobiega ich rozpadowi podczas wzajemnych kolizji, sprawiając tym samym, że stają się one podstawowym budulcem komet i planet.
Każdy z pasów śniegu powstały w wyniku zamarzania H2O, CO2, CH4 oraz CO może przyczyniać się do formowania konkretnych typów planet. Wokół gwiazd podobnych do Słońca w układach planetarnych jak nasz, pas śniegu powstały na bazie wody odpowiada odległości pomiędzy orbitami Marsa oraz Jowisza, natomiast pas śniegu zamarzniętego tlenku węgla będzie odpowiadał orbicie, po której krąży Neptun.
Śnieżny obszar dostrzeżony przez interferometr ALMA wokół młodej gwiazdy TW Hydrae, oddalonej od Ziemi o 175 lat świetlnych, jest pierwszą tego typu osobliwością powstałą w wyniku zamarznięcia tlenku węgla. Naukowcy są zdania, że ten raczkujący układ posiada wiele wspólnych cech z Układem Słonecznym, kiedy miał on zaledwie kilka milionów lat.
Niemniej jednak, obecność pasa śniegu zamarzniętego CO może mieć o wiele bardziej poważne konsekwencje, niż jedynie formowanie planet. Lód na bazie tlenku węgla jest niezbędny, aby powstał metanol, który z kolei jest elementem składowym złożonych cząstek organicznych będących podstawą życia. Zatem, jeśli cząsteczki te zostałyby przetransportowane przez komety w miejsca, gdzie powstają planety podobne do Ziemi, byłyby one zaopatrzone w życiodajne składniki.
Nigdy wcześniej nie udało się bezpośrednio zaobserwować pasów śniegu, ponieważ powstają one zawsze w stosunkowo wąskim, centralnym obszarze dysku protoplanetarnego, co uniemożliwia ich precyzyjną lokalizację oraz określenie rozmiaru.
Dzięki zastosowaniu sprytnej sztuczki, naukowcy zdołali jednak zajrzeć do wnętrza dysku. Zamiast skupiać się na poszukiwaniu śniegu, którego i tak nie można zaobserwować bezpośrednio, skoncentrowali się na wykryciu cząsteczek N2H+ (ang. diazenylium), które emitują bardzo jasne światło w milimetrowej części widma, dzięki czemu są one idealnym celem dla teleskopu ALMA. Wspomniane cząsteczki są bardzo kruche i ulegają natychmiastowemu rozpadowi w obecności gazu tlenku węgla, przez co można je jedynie zaobserwować w miejscach, gdzie tlenek węgla zamienił się w śnieg. Tak więc, kluczem do odkrycia śniegu powstałego na bazie tlenku węgla jest poszukiwanie N2H+.
Dzięki wyjątkowej czułości oraz rozdzielczości teleskopu ALMA, astronomowie zdołali określić występowanie oraz rozkład cząsteczek N2H+, jak również wyznaczyć ich wyraźną granicę w odległości ok. 30 jednostek astronomicznych od gwiazdy (30 razy dalej niż odległość pomiędzy Ziemią a Słońcem). Uzyskany obraz w postaci negatywu, przedstawiający śnieg powstały z tlenku węgla w dysku otaczającym gwiazdę TW Hydrae, można wykorzystać do potwierdzenia teoretycznych założeń dotyczących miejsca jego występowania, czyli w pobliżu wewnętrznej krawędzi pierścienia cząsteczek N2H+.
Sieć teleskopów ALMA znajdująca się na pustyni Atacama w Chile.
Naukowcy chwalą się, że w trakcie obserwacji wykorzystali jedynie 26 spośród 66 anten pomiarowych. Ponadto, udało im się również dostrzec pasy śniegu wokół innych gwiazd, przez co są przekonani, że z biegiem czasu, wykorzystując pełnie możliwości, jakie oferuje teleskop ALMA, będą w stanie dokonać jeszcze więcej tego typu obserwacji, jak również prześledzić proces formowania oraz ewolucji planet.
Odkrycia dokonano przy użyciu interferometru radiowego ALMA. Na Ziemi pasy śniegu powstają na dużych wysokościach, gdyż panują tam niskie temperatury, przez co wilgoć obecna w powietrzu zamienia się w śnieg. Zjawisko to jest łatwo dostrzegalne na górskich szczytach, które są spowite warstwą białego puchu.
Artystyczna wizja ilustrująca pas śniegu otaczający gwiazdę TW Hydrae.
Podobna sytuacja ma miejsce w odległych, zimnych obszarach dysków pełnych materii, gdzie formują się planety. Najbliżej samej gwiazdy, jako pierwsza zamarza woda, tworząc tym samym początkową linię śniegu. Posuwając się dalej, wraz ze spadkiem temperatury ten sam los spotyka dwutlenek węgla, metan oraz tlenek węgla. Zamarzając tworzą one lepką powłokę wokół ziarenek pyłu, co w znaczący sposób zapobiega ich rozpadowi podczas wzajemnych kolizji, sprawiając tym samym, że stają się one podstawowym budulcem komet i planet.
Każdy z pasów śniegu powstały w wyniku zamarzania H2O, CO2, CH4 oraz CO może przyczyniać się do formowania konkretnych typów planet. Wokół gwiazd podobnych do Słońca w układach planetarnych jak nasz, pas śniegu powstały na bazie wody odpowiada odległości pomiędzy orbitami Marsa oraz Jowisza, natomiast pas śniegu zamarzniętego tlenku węgla będzie odpowiadał orbicie, po której krąży Neptun.
Śnieżny obszar dostrzeżony przez interferometr ALMA wokół młodej gwiazdy TW Hydrae, oddalonej od Ziemi o 175 lat świetlnych, jest pierwszą tego typu osobliwością powstałą w wyniku zamarznięcia tlenku węgla. Naukowcy są zdania, że ten raczkujący układ posiada wiele wspólnych cech z Układem Słonecznym, kiedy miał on zaledwie kilka milionów lat.
Niemniej jednak, obecność pasa śniegu zamarzniętego CO może mieć o wiele bardziej poważne konsekwencje, niż jedynie formowanie planet. Lód na bazie tlenku węgla jest niezbędny, aby powstał metanol, który z kolei jest elementem składowym złożonych cząstek organicznych będących podstawą życia. Zatem, jeśli cząsteczki te zostałyby przetransportowane przez komety w miejsca, gdzie powstają planety podobne do Ziemi, byłyby one zaopatrzone w życiodajne składniki.
Nigdy wcześniej nie udało się bezpośrednio zaobserwować pasów śniegu, ponieważ powstają one zawsze w stosunkowo wąskim, centralnym obszarze dysku protoplanetarnego, co uniemożliwia ich precyzyjną lokalizację oraz określenie rozmiaru.
Dzięki zastosowaniu sprytnej sztuczki, naukowcy zdołali jednak zajrzeć do wnętrza dysku. Zamiast skupiać się na poszukiwaniu śniegu, którego i tak nie można zaobserwować bezpośrednio, skoncentrowali się na wykryciu cząsteczek N2H+ (ang. diazenylium), które emitują bardzo jasne światło w milimetrowej części widma, dzięki czemu są one idealnym celem dla teleskopu ALMA. Wspomniane cząsteczki są bardzo kruche i ulegają natychmiastowemu rozpadowi w obecności gazu tlenku węgla, przez co można je jedynie zaobserwować w miejscach, gdzie tlenek węgla zamienił się w śnieg. Tak więc, kluczem do odkrycia śniegu powstałego na bazie tlenku węgla jest poszukiwanie N2H+.
Dzięki wyjątkowej czułości oraz rozdzielczości teleskopu ALMA, astronomowie zdołali określić występowanie oraz rozkład cząsteczek N2H+, jak również wyznaczyć ich wyraźną granicę w odległości ok. 30 jednostek astronomicznych od gwiazdy (30 razy dalej niż odległość pomiędzy Ziemią a Słońcem). Uzyskany obraz w postaci negatywu, przedstawiający śnieg powstały z tlenku węgla w dysku otaczającym gwiazdę TW Hydrae, można wykorzystać do potwierdzenia teoretycznych założeń dotyczących miejsca jego występowania, czyli w pobliżu wewnętrznej krawędzi pierścienia cząsteczek N2H+.
Sieć teleskopów ALMA znajdująca się na pustyni Atacama w Chile.
Naukowcy chwalą się, że w trakcie obserwacji wykorzystali jedynie 26 spośród 66 anten pomiarowych. Ponadto, udało im się również dostrzec pasy śniegu wokół innych gwiazd, przez co są przekonani, że z biegiem czasu, wykorzystując pełnie możliwości, jakie oferuje teleskop ALMA, będą w stanie dokonać jeszcze więcej tego typu obserwacji, jak również prześledzić proces formowania oraz ewolucji planet.
Źródło: Astronomy Now
Fotografie: B. Saxton & A. Angelich/NRAO/AUI/NSF/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) | ALMA
Opracowanie: Tomasz Lechański
Fotografie: B. Saxton & A. Angelich/NRAO/AUI/NSF/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) | ALMA
Opracowanie: Tomasz Lechański
Komentarze użytkowników
( DODAJ SWÓJ )
Nikt jeszcze nie napisał komentarza do tego materiału.Napisz komentarz
Odpowiedz na pytanie zadane w sondzie.
Zjawiska oraz wydarzenia w nadchodzącym miesiącu.
Zagłosuj lub zgłoś swoją stronę.
Ostatnio pisaliście:
Twoje Imię
20.03.2023, 13:24