Nowe odkrycia dotyczące formowania się planet
Planety można nazwać produktem ubocznym procesu formowania się gwiazd. Wraz z narodzinami gwiazdy powstaje gęsty, protogwiezdny dysk składający się z gazu i pyłu, który zaczyna krążyć wokół nowej gwiazdy. To właśnie wewnątrz takiego dysku planety zaczynają nabierać swoich kształtów. Naukowcy wprawdzie wiedzą, że dyski te posiadają złożone podstruktury, głównie w postaci pierścieni, które odgrywają rolę w procesie ciągłego formowania się planet, jednak większość powiązanych z tym zagadnień nadal stanowi zagadkę, jak na przykład dynamiczne procesy zachodzące w dyskach pyłu i gazu. Mogą to jednak zmienić prace prowadzone w ramach finansowanego ze środków UE projektu DUSTBUSTERS. „Naszym celem było przebicie się przez chmury pyłu i uzyskanie wyraźnego obrazu tego, co dzieje się wewnątrz dysków”, wyjaśnia Giuseppe Lodato, pracownik naukowy Uniwersytetu Mediolańskiego, uczelni będącej partnerem koordynującym projekt. „Przede wszystkim chcieliśmy przyjrzeć się niestabilnościom grawitacyjnym, odkształceniom i rozrywaniu dysku, koagulacji pyłu, oddziaływaniom między planetą a dyskiem oraz ewolucji w układach gwiazd podwójnych”.
Drgające niestabilności grawitacyjne
Wykorzystując moc teleskopów i przyrządów o wysokiej rozdzielczości, takich jak Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), zespół projektu mógł rozpocząć badania dotyczące problematyki oddziaływań między nowo uformowanymi planetami a otoczeniem gazu i pyłu, w którym się zrodziły. Jednym z badanych zagadnień były dyski samograwitujące. W ramach projektu utworzono grupę zadaniową do analizy dynamiki tych układów, czego owocem jest seria opracowań naukowych, w których z powodzeniem opisano tzw. „drgnienia” (ang. wiggle) niestabilności grawitacyjnych (ang. gravitational instabilities, GI), będące sygnaturą oznaczającą obecność tych niestabilności grawitacyjnych w dysku. Jak twierdzi Lodato, ten kierunek badań był punktem wyjścia do opracowania nowej metody pomiaru masy dysku w oparciu o krzywe rotacji. „Wyniki te w dużym stopniu wpłynęły na naszą decyzję o odejściu od badania kontinuum termicznej emisji dysków na rzecz badania emisji linii cząsteczkowych – zmiana, która ostatecznie pozwala nam lepiej zrozumieć kinematykę dysków”, mówi.
Duże populacje dysków, otoczenie i powstawanie planet
Kolejnym istotnym elementem projektu było badanie dużych populacji dysków. „Opracowaliśmy nowatorską metodę analizy syntetycznych populacji dysków, która pomaga nam zrozumieć, w jaki sposób turbulencje bądź wiatr magnetyczny mogą wpływać na ewolucję dysku w długiej perspektywie”, zaznacza Lodato. Projekt ten, wsparty w ramach działań „Maria Skłodowska-Curie”, dotyczył również roli, jaką otoczenie odgrywa w formowaniu się planet, ze szczególnym uwzględnieniem kwestii dotyczącej silnych zniekształceń dysków w wyniku ich interakcji z układami związanymi grawitacyjnie i przelatującymi gwiazdami.
Globalna społeczność naukowców
Nie ulega wątpliwości, że odkrycia naukowe poczynione w ramach projektu DUSTBUSTERS są przełomowe, lecz być może największym osiągnięciem jest stworzenie globalnej społeczności naukowców. Licząca łącznie 58 naukowców, społeczność ta była zaangażowana w kilka dużych międzynarodowych projektów badawczych. Może się również pochwalić publikacją ponad 270 artykułów naukowych i wkładem w napisanie podręcznika informacyjnego na temat protogwiazd i planet. „To, z czego jestem najbardziej dumny, wykracza poza bezpośrednie wyniki naukowe i wiąże się z tworzeniem społeczności, której wpływ będzie dużo większy niż samego projektu”, podsumowuje Lodato. „Naukowcy zaangażowani w prace projektu DUSTBUSTERS wyraźnie czują, że są częścią czegoś wielkiego – wspólnotowego wysiłku mającego na celu zrozumienie procesu powstawania planet”.
Słowa kluczowe
DUSTBUSTERS, planety, powstawanie planet, teleskopy, gwiazda, drgnienia niestabilności grawitacyjnych, niestabilności grawitacyjne, Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, ALMA