Tajemnice dysków dających początek planetom podobnym do Ziemi
galaktyce Drogi Mlecznej średnio raz w roku dochodzi do powstania nowej gwiazdy, następnie powstają orbitujące wokół nich nowe planety. Astronomowie biorący udział w finansowanym ze środków Unii Europejskiej projekcie DIGDEEP, korzystając ze wsparcia działania „Maria Skłodowska-Curie” odkryli, że dyski otaczające nowo narodzone gwiazdy emitują wiatry, które mogą sprzyjać powstawaniu planet i ich odpowiedniemu umiejscowieniu w naszej galaktyce. Naukowcy już wcześniej wiedzieli, że powstawaniu gwiazd towarzyszy nagromadzenie materii, która jest następnie wyrzucana w postaci wiatrów i dżetów. Nie wiedzieli jednak, czy materia ta jest wyrzucana z nowo narodzonej gwiazdy, czy z otaczającego ją dysku protoplanetarnego. „Wyniki projektu DIGDEEP jasno pokazują, że materia ta pochodzi z wnętrza dysku”, mówi Tom Ray, profesor na Wydziale Fizyki Kosmicznej, Dublin Institute for Advanced Studies (DIAS). „Takie wiatry pochodzące z dysku zmieniają warunki panujące wewnątrz dysku. Teraz chcemy się dowiedzieć, w jaki sposób przekłada się to na tworzenie się planet typu ziemskiego. Wiatry i dżety mogą bowiem odgrywać kluczową rolę w kształtowaniu się planet podobnych do Ziemi”.
Strefa Złotowłosej
Ray nadzorował prace badaczki Rebeki Garcíi López w projekcie DIGDEEP dotyczące badań nad strefą otaczającą gwiazdy o średnicy 5 jednostek astronomicznych. Jest to region, który z uwagi na idealne warunki do życia, w tym optymalną temperaturę, którą zapewnia odpowiednia odległość od gwiazdy, nazywany jest przez astronomów ekosferą lub strefą Złotowłosej. Dla porównania, Ziemia znajduje się w odległości 11 jednostki astronomicznej od Słońca. Szczegółowa obserwacja procesu powstawania gwiazd znajdujących się w odległości około 400 lat świetlnych od Ziemi nie jest możliwa przy użyciu zwykłych teleskopów, jednak García López wpadła na pomysł, aby wykorzystać interferometr GRAVITY, zaawansowany instrument, który badaczka pomogła zbudować i przetestować wraz ze współpracownikami z Instytutu DIAS w ramach europejskiego konsorcjum. Znajduje się on w Europejskim Obserwatorium Południowym w północnym Chile. „Łącząc moce teleskopów rozmieszczonych w dużych odległościach oddalonych o setki metrów, możemy symulować teleskop o średnicy właśnie setek metrów”, tłumaczy Ray. „Przy założeniu, że badany obiekt jest wystarczająco jasny, uzyskujemy odpowiednią rozdzielczość, pozwalającą szczegółowo zaobserwować procesy zachodzące w ziemskiej strefie dysku”. Badanie pewnej liczby nowo narodzonych gwiazd pozwoliło Garcíi López i jej zespołowi przyjrzeć się warunkom panującym w strefie formowania się planety typu ziemskiego dysku protoplanetarnego. Badaczka wykorzystała te warunki do przeprowadzenia symulacji komputerowych w celu odtworzenia procesu powstawania planet, wysuwając przy okazji przypuszczenia dotyczące tego, co sprawiło, że powstałe kiedyś planety pozostały w ekostrefie. „Symulacje pokazują, że wiatry pochodzące z dysku sprawiają, że gęstość wewnątrz dysku zmniejsza się, co zapobiega migrowaniu nowo powstałych planet do wewnątrz na skutek oporów”, tłumaczy Ray. „Gdyby nie wiatry w dysku, Jowisz stałby się gorącym Jowiszem lub zostałby wessany do wnętrza Słońca”. García López podzieliła się swoimi obserwacjami odbywając serię spotkań otwartych Open Nights zorganizowanych w obserwatorium astronomicznym Dunsink w Dublinie, a także przeprowadzając szereg wywiadów w mediach. W zewnętrznych częściach dysku, wiatry pochodzące z dysków protoplanetarnych przekształcają się w dżety, które rozciągają się na dystansie wielu lat świetlnych. Teraz już wiemy, że dżety te stanowią niezbędny element procesu powstawania planet. „Kiedy widzimy piękny dżet w gwiezdnym żłobku, takim jak Orion, jest to dla nas znak, że jesteśmy świadkami narodzin gwiazdy, ale również i planety”, podsumowuje García López.
Słowa kluczowe
DIGDEEP, dyski protoplanetarne, interferometr, GRAVITY, narodziny gwiazdy, narodziny planety