בעזרת מכשירים חדשים אסטרונומים ממלאים את כל החלקים שעוזרים להסביר כיצד נוצרים כוכבי לכת מתוך דיסקים מורחבים של גז ואבק סביב כוכבים שנולדו. אבל אסטרונומים מצאו דיסק פרוטו-פלנטרי אחד שמסרב להתבגר. הוא בן 25 מיליון שנה ועדיין לא עשה את המעבר ליצירת כוכבי לכת. לי הרטמן נמצא במרכז הרווארד-סמיתסוניאן לאסטרופיסיקה, והסופר הראשי בעיתון שמכריז על הממצא.
האזינו לראיון: דיסק פלנטרי שמסרב להתבגר (6 מגה-בתים)
או הירשם לפודקאסט: universetoday.com/audio.xml
פרייזר קיין: מצאת את הדיסק הפלנטרי העתיק ביותר. אתה יכול לתת לי תחושה עד כמה זה יוצא דופן?
לי הרטמן: מדובר על הדיסק הפלנטרי העתיק ביותר או הפרוטפלנטרי. העתיק ביותר שמצאנו לפני כן היה משהו כמו 10 מיליון שנה, אז זה כפול פי 2.5 עד 2.5 מאשר כל מה שמצאנו בעבר.
פרייזר: האם זו הייתה הפתעה גדולה למצוא משהו ישן?
הרטמן: כן, נראה כי למחצית או יותר מכוכבים יש איזה דיסק מאובק מורחב עם משהו שיעשה כוכבי לכת. בגיל כמיליון שנה לערך. ואז בעשרה מיליון שנה לערך, אתה אוהב 10% מכל הכוכבים או אולי אפילו פחות מזה. אז למצוא את הדבר הזה בגיל פעמיים זה היה די מדהים. חשבנו שעד 20 מיליון שנה באמת נהיה אפס לכל דבר שעדיין יש סביבו אבק שדומה מאוד לדיסק פלנטרי.
פרייזר: מה יכול לשמור על הדיסק יציב כל כך הרבה זמן?
הרטמן: זה לא ממש ברור. המערכת המרכזית במקרה זה היא למעשה כוכב בינארי קרוב ולכן זה אפשרי - בניגוד לכוכב יחיד במערכת השמש שלנו - ישנם שני כוכבי מסה כמעט שווים המסתובבים במסלול קרוב מאוד ולמרות שמשהו בגודל של איפשהו בין מסלולו של מרקורי למסלולו של ונוס; משהו בסדר גודל. זה יכול להיות סוג של דברים מגרדים מכיוון שלכל כוכב יש כוח משיכה משלו, וכשהם מסתובבים הם יכולים לנקוס את הדיסק ומסעירים את החלקיקים. מה שאנחנו חושבים שקורה להכין כוכבי לכת הוא שהאבק, ארנבות האבק הקטנות, סוג של נדבק אלקטרוסטטית לגושים קטנים קטנים ואז הוא הולך וגדל. וזה עושה סלעים ואז הוא עושה דברים שדומים יותר לאסטרואידים ולבסוף כוכבי לכת. והבמה שמתגבשת כדור הארץ היא מה שמנקה באמת את כל האבק הזה. וכך נחשב לתהליך הזה להיות עדין מאוד ודברים כאלה מתיישבים לאורך טווחי זמן של אלפים עד מיליוני שנים. יתכן שאם אתה מצמצם אותו מעט, ומכניס את החלקיק לתל אז הם לא באמת נצמדים זה לזה היטב ולא עוברים את שאר תהליך ההיווצרות הפלנטרית כמו שרוב הכוכבים האחרים עושים.
פרייזר: כמה שכיח משהו כזה? מכיוון שזהו העתיק ביותר שנמצא, האם אתה חושב שיש עוד אנשים בקרבת מקום, או שמא מדובר בסתם שטף מוחלט?
הרטמן: קשה לדמיין שיש רק אחד מהדברים האלה בגלקסיה, קל וחומר את היקום כולו. עם זאת, זה חייב להיות התרחשות נדירה ביותר עד כמה שניתן. אנו יכולים לראות מקבצים גדולים של כוכבים בני 30 מיליון שנה, בני 50 מיליון שנה, 100 מיליון שנה, והם לא מצאו דבר כזה בכמה מאות ואפילו אלפי כוכבים בסך הכל. זה כנראה 1 מכל 1000, או משהו כזה. זה סוג של מה שהייתי מנחש, אבל קשה לדעת. לא בדקנו את הדברים האלה בזהירות. לא הצלחנו לעשות זאת עד לא מזמן. לטלסקופ החלל שפיצר יש כל כך הרבה יותר רגישות מכל מה שהצלחנו לעשות בעבר. זה פשוט גרם לגורמים של מאות אלפי פעמים היכולת שלנו לאתר מקורות קלושים כמו הדבר הזה. אנחנו פשוט עושים את הצעדים הראשונים לתינוק כדי לחקור מה יש בחוץ ובשכונה שלנו. עם הטלסקופ שפיצר הם מתחילים להסתכל על כמה מהאשכולות האחרים האלה, הם מאשרים כי פעמיים מגיל המערכת הזו, פחות מ- 1 מכל 1000 זה ככה. זו באמת מערכת ייחודית למדי. כנראה שתפסנו את זה בנסיבות מיוחדות.
פרייזר: אתה חושב שזה יכול להימשך מיליוני ומיליוני שנים נוספות. האם זה עדיין גיל צעיר בשבילו?
הרטמן: זה דבר שאנחנו לא מבינים היטב. ואחת הסיבות ללמוד מערכות מסוג זה היא שאנחנו באמת זקוקים לעזרה רבה בהבנת הפיזיקה של זה. הפיזיקה של איך נוצרים כוכבי לכת מתוך ארנבות אבק מלכתחילה. זה פשוט כל כך מסובך, ויש כל מיני דברים שאנחנו לא לגמרי מבינים שאנחנו באמת צריכים לעשות סקרים נוספים על הדברים האלה. אני לא ממש יודע מה עומד לקרות עם המערכת הזו. דעתי שלי היא שכנראה שזה לא ימשיך להצטבר לכוכבי לכת אם הוא לא עשה זאת כבר. התיאוריה מציעה שיש סוג של סף שעליך לעמוד בו. צריך שיהיה לך מספיק דברים מספיק כדי שזה יקרה, כדי באמת להתגבר על הגיבנת של ליצור גופים גדולים יותר, שיכולים לטאטא את כל האבק הקטן יותר ולנקות את הדיסק. אם לא תגיע אף פעם לסף זה, ייתכן שלא תייצר אף פעם כוכבי לכת. הניחוש שלי הוא שאולי זה יתפוצץ, וחלק מדגני האבק ייפוצצו או ייפתחו לאט לאט לתוך הכוכב וזה הסוף לזה, אבל אנחנו לא ממש מבינים.
פרייזר: האם נצפו בעבר דיסקים שיוצרים כדור הארץ סביב מערכות בינאריות?
הרטמן: כן, אם אני יכול רק להעפיל לומר שאנחנו מניחים שהדיסקים האלה מייצרים כוכבי לכת. לא היה לנו באמת אקדח העישון השלם לומר שהדיסקים המאובקים האלה באמת יוצרים כוכבי לכת. אני חושב שזו סבירות מאוד חזקה מכיוון שאנחנו רואים את כל האבק הזה מופץ סביב כוכבים צעירים מאוד ואז הכל נעלם. אנו יודעים שעלינו לקרש את כל האבק ולהשיג את הדברים הקטנים ולהכניס אותם לדברים גדולים כדי ליצור כוכבי לכת. אז זו ההנחה שאנחנו עושים, אבל רק רציתי לומר שלא חיברנו למעשה את הנקודות בנושא זה.
פרייזר: נכון, האם נצפו דיסקים סביב מערכות בינאריות כאלה?
הרטמן: כן, יש להם. סוגיה זו היא שבעצם, אינך יכול להחזיק את הדיסק באותו מסלול בגודל של המסלול הבינארי. הכוכב האחר פשוט יבלע את כל האבק, או יאדה אותו, או יפוצץ אותו. מצד שני, אם יש לך בינארי רחב מאוד, אם יש לך משהו שהכוכב האחר נמצא בדרך רחוקה מאוד, אתה יכול להחזיק דיסק גם בתוך הבינארי הזה והוא לא יודע שיש כוכב אחר שמסביב. אנו מקווים סביב השמש, ויופיטר נמצא שם בכמה יחידות אסטרונומיות, וזה רק עושה הפרעות קטנות במסלול כדור הארץ. באופן דומה, ייתכן שיש לך מערכת בה שני הכוכבים קרובים זה לזה יחסית והדיסק נמצא מחוץ לאזור החיצוני. וכך, לדיסק הזה, זה כמעט נראה כאילו יש כוכב בודד. זה לא בדיוק ככה מכיוון ששני הכוכבים מסתובבים סביב כך שהכבידה מכבידה אותו מעט. אבל זה לא כל כך רחוק מלהיות פשוט בעל אובייקט יחיד. אז כל עוד הדיסק גדול בהרבה מהבינארי, או קטן יותר מהבינארי, אתה בסדר. אם הדיסק גדול בהרבה מהבינארי, עם זאת, הוא יכול להיות כה רזה וכל כך פרוש שהוא אף פעם לא ממש מתקרש ביעילות לכוכבי לכת. זה משהו שהיינו יכולים לחזות בו, אבל זה לא משהו שאנחנו עדיין יכולים להדגים מבחינה תצפיתית.
פרייזר: האם יש לך מעקב אחר התצפיות המתוכננות לכך?
הרטמן: מה שאני חושב שהיינו רוצים לנסות לעשות זה לקבל תצפיות ארוכות יותר גל כדי לראות היכן הדיסק מסתיים, מכיוון שבמערכת התצפיות הזו אנו אומרים בעצם שיש דיסק, אבל אנחנו לא יודעים איך גדול זה. השאלה היא האם יש משהו מחוץ למערכת זו שיכול להפריע גם לדיסק. זו אולי אפילו מערכת משולשת לכל מה שאנחנו מכירים, עם בן לוויה רחב הרבה יותר, בעל מסה נמוכה ולא ראינו. וזה באמת יכול לנקוס אותו ולמנוע מהדיסק לאפשר לכוכבי לכת להתקרש, לפחות. ואז הדבר האחר שאנחנו מנסים לעשות הוא שאנחנו מנסים לזהות מערכות אחרות כמו גם בנות 20 מיליון שנה, בנות 30 מיליון שנה. אם אנו יכולים למצוא עוד דברים מהדברים האלה, רק כדי לראות כמה הם נפוצים והאם כולם בינאריים, או מה מיוחד בהם המאפשר להם להימשך כל כך הרבה זמן. בעיקרון, מה שאנחנו מנסים לעשות זה לראות את התהליך שבו הדיסק הופך לכוכבי לכת, אבל כמובן שזה לוקח מיליוני שנים, כך שלא תוכלו לעקוב אחר זה - לפחות אני לא יכול לעקוב אחריו. זה כמו לצלם תמונה של אוכלוסייה. יש לך זקנים, צעירים ותינוקות וכו '. ואתה מנסה להסיק כיצד ההתפתחות עוברת מהרכבת החלקים השונים. ואז יש אנשים שהם גדולים או מוזנים יותר, ויש להם תרבות אחרת או אחרת, ואתה מנסה לראות אילו השפעות שונות יש על האוכלוסייה מאותו תמונת מצב. לנסות למצוא מערכות אחרות שכאלו זו דרך לבצע את הניסוי כדי לראות מה קורה אם יש לך בינארי הרבה יותר רחב, או מה קורה אם זה כוכב המוני אחר באמצע. אנחנו לא באמת יכולים לבצע את הניסוי, אבל אם אנו מוצאים מספיק סוגים שונים של חפצים כאלה, הטבע עשה את הניסוי במקומות שונים, ואנחנו רק צריכים לצאת להסתכל עליו.
תגלית זו הוכרז במקור במגזין החלל ב- 19 ביולי 2005.
