"Ooompah, loompah, roopity roost ... ALMA מוצאת שביטים מסתתרים באבק." על פי מחקרים רבים שנערכו בשנים האחרונות, אסטרונומים מודעים לכך שכוכבי לכת נראים בכל מקום סביב כוכבים. כעת, הודות לטלסקופ מתוק אחד, מערך אטקמה גדול מילילימטר / תת-מילימטר (ALMA), המדע עשה צעד גדול קדימה להבנה כיצד גרגרי אבק זעירים בדיסק פרוט-פלנטרי יכולים יום אחד להתפתח למתכונת גדולה יותר.
קצת פחות מ -400 שנות אור מכדור הארץ היא מערכת סולארית צעירה המוגדרת כ- OF IRS 48. בתמונות שצולמו בהיקף החיצוני שלה, אסטרונומים קלטו רמז חיוני בהמוני האבק המסתחררים שלה - אזור בצורת סהר שכונה " מלכודת אבק ". החוקרים סבורים כי אזור זה עשוי להיות פקעת מגן המאפשרת לתצורות סלעיות לקרום עור וגידים. מדוע אזור כזה חשוב? זה גורם הרסק. כאשר אסטרונומים מנסים לדגמן אבק לתצורות סלעיות, הם מצאו כי החלקיקים הורסים את עצמם ... או על ידי התרסקות זה בזה, או נמשכים לכוכב המרכזי. בכדי שהם יתקדמו מעבר לגודל מסוים, הם פשוט חייבים להיות שטח הגנה כדי לאפשר להם לצמוח.
"יש משוכה מרכזית בשרשרת האירועים הארוכה שמובילה מדגני אבק זעירים לחפצים בגודל כוכב לכת", אמר טיל בירנסטיאל, חוקר במרכז האסטרופיזיקה הרווארד-סמיתסוניאן בקיימברידג ', מסצ', ושותף למחבר בנושא. העיתון שפורסם בכתב העת Science. "במודלים ממוחשבים של היווצרות כדור הארץ, גרגרי אבק חייבים לצמוח מגדלי תת-המיקרונים לחפצים עד פי עשרה ממסת כדור הארץ תוך כמה מיליוני שנים. אבל ברגע שחלקיקים גדלים מספיק, הם מתחילים לעלות במהירות והם מתנגשים, שולחים אותם חזרה לרחבה אחת, או נסחפים לאט פנימה, ומסכלים צמיחה נוספת. "
אז היכן יכול להסתתר כוכב לכת, שביט או אסטרואיד בן יומו? נינקה ואן דר מראל, סטודנטית לתואר שלישי במצפה הכוכב ליידן בהולנד, וכותבת המאמר הראשית, השתמשה ב- ALMA יחד עם עמיתיה לעבודה, בכדי לבחון מקרוב את Oph IRS 48 וגילתה טורוס גז עם מרכזי חור. היעדר זה של חלקיקי אבק היה שונה מאוד מהתוצאות הקודמות שנאספו בטלסקופ הגדול מאוד של ESO.
"בהתחלה צורת האבק בתמונה הפתיעה אותנו לחלוטין", אומר ואן דר מראל. "במקום הטבעת שציפינו לראות מצאנו צורת אגוז קשיו מאוד ברורה! היינו צריכים לשכנע את עצמנו שתכונה זו היא אמיתית, אך האות החזק והחדות של תצפיות ALMA לא הותירו ספק במבנה. ואז הבנו מה מצאנו. "
הפתעה? אתה מתערב. מה שגילה הצוות היה אזור בו גרגרי אבק גדולים נותרו בשבי ויכולים להמשיך לצבור מסה ככל שיותר ויותר גרגרים התנגשו והתמזגו זה בזה. הנה "מלכודת האבק" שחזה התיאורטיקנים.
טוען שחקן ...
אז מה עושה את זה? כדי לשמור על גרגרי האבק יחד ולהיווצר דורש מערבולת - אזור של לחץ גבוה כדי להגן עליהם. כדי ליצור את המערבולת הזו, צריך להיות אובייקט גדול, או כוכב לוויה או ענקי גז. כמו סירה המפליגה דרך מים מלאים באצות, האובייקט המשני בדיסק הפלנטרי היה מפנה שביל בעקבותיו, ומייצר את הסערות והסביות הקריטיות הדרושות כדי לעצב את מלכודת האבק. בעוד שמחקרים קודמים בנושא Oph IRS 48 חשפו טבעת נוקשה של גז פחמן חד חמצני בשילוב אבק, לא נצפתה "מלכודת". עם זאת, זה לא אומר שהתצפית הייתה שלילית. אסטרונומים חשפו גם פער בין החלקים הפנימיים והחיצוניים של מערכת השמש - רמז לנוכחות הגוף הגדול הדרוש.
התנאים היו נכונים למלכודת אבק אפשרית. היכנסו ל- ALMA. כעת החוקרים הצליחו לראות את הגז וגם את גרגרי האבק הגדולים בו זמנית. תצפיות חדשות אלה הובילו לתגלית שאף טלסקופ אחר לא חשף ... בליטה בצלעות בחלקה החיצוני של הדיסק.
כפי שמסביר ואן דר מראל: "סביר להניח שאנו מסתכלים על סוג של מפעל שביטים מכיוון שהתנאים מתאימים לחלקיקים לצמוח מגודל מילימטרי לגודל שביט. האבק לא יצור כוכבי לכת בגודל מלא במרחק זה מהכוכב. אך בעתיד הקרוב ALMA תוכל לצפות במלכודות אבק קרובות יותר לכוכבי האם שלהן, שם אותם מנגנונים פועלים. מלכודות אבק כאלה היו באמת העריסות לכוכבי לכת שזה עתה נולדו. "
ככל שחלקיקים גדולים יותר נודדים לעבר אזורי לחץ גבוה יותר, מלכודת האבק מקבלת צורה. כדי לאמת את ממצאי המחקר החוקרים השתמשו במודלים ממוחשבים כדי להראות שאזור בלחץ גבוה יכול לנבוע מתנועת הגז בקצוות הפתיחה. זה תואם לתצפית על דיסק Oph IRS 48.
"השילוב של עבודות דוגמנות ותצפיות באיכות גבוהה של ALMA הופך את זה לפרויקט ייחודי", אומר קורנליס דולמונד מהמכון לאסטרופיסיקה תיאורטית בהיידלברג, גרמניה, מומחה באבולוציית אבק ומודול דיסק, וחבר בצוות . "בערך בזמן שהושגו התצפיות הללו עבדנו על מודלים שמנבאים בדיוק סוגים אלה של מבנים: צירוף מקרים מזל מאוד."
"ניתן לבטל את המבנה הזה שאנו רואים עם ALMA כדי לייצג את מה שקורה במערכת השמש הפנימית בה ייווצרו יותר כוכבי לכת סלעיים כמו כדור הארץ", אמר בירנסטיאל. "במקרה של תצפיות אלה, עם זאת, אנו עשויים לראות משהו מקביל להיווצרות חגורת הקויפר של השמש שלנו או ענן אוורט, אזור מערכת השמש שלנו שמאמינים כי שביטים מקורם."
כמו מפעל החלומות ההוא של ילדותנו, ALMA עדיין בבנייה. תצפיות ייחודיות אלה צולמו עם מקלטי ה- ALMA Band 9 - מכשור מתוצרת אירופה המאפשר ל- ALMA לספק את התמונות החדות והמפורטות ביותר שלה עד כה.
"תצפיות אלה מראות ש- ALMA מסוגלת לספק מדע טרנספורמטיבי, אפילו עם פחות ממחצית מכל המערך המלא בשימוש", אומרת אבין ואן דישוק ממצפה הכוכבים ליידן, שתורם בעיקר בפרויקט ALMA כבר יותר מעשרים שנה. . "הקפיצה המדהימה ברגישות ובחדירות הדימוי בלהקה 9 נותנת לנו את האפשרות ללמוד היבטים בסיסיים של היווצרות כדור הארץ בדרכים שפשוט לא היו אפשריות קודם לכן."
מקור סיפור מקורי: פרסום חדשות ESO. לקריאה נוספת: מהדורת החדשות של NRAO.
