Şu anda en sıcak astrofizik konulardan biri - diğer yıldızların etrafındaki Dünya benzeri gezegenlerin avı - ESO VLT İnterferometresindeki (VLTI) MIDI cihazı ile yeni spektral gözlemlerden önemli bir ivme kazandı.
Uluslararası bir gökbilimciler ekibi [2], üç genç yıldızın etrafındaki proto-gezegen disklerinin en iç bölgelerindeki tozun benzersiz kızılötesi spektrumlarını elde etti - şimdi yapımda güneş sistemimizinkine çok benzer bir durumda, yaklaşık 4.500 milyon yıl önce.
Bilim dergisinin Nature dergisinin bu haftasında yayınladığı raporda ve interferometriye eşit olmayan, keskin ve delici görüş sayesinde, her üçünde de, bu yıldızlarda kayalık gezegenlerin oluşumuna başlamak için doğru malzemelerin doğru yerde bulunduğunu gösteriyorlar.
Yıldız disklerin iç bölgelerindeki “kum”
Güneş, yaklaşık 4.500 milyon yıl önce, kendi kütleçekimsel çekimi altında çöken soğuk ve büyük bir yıldızlararası gaz ve toz bulutundan doğdu. Dünya ve diğer gezegenlerin yanı sıra kuyruklu yıldızlar ve asteroitlerin oluşturulduğu genç yıldızın etrafında tozlu bir disk vardı.
Bu dönem çoktan gitti, ancak yine de aynı sürece çok genç yıldızlardan ve etrafındaki tozlu protoplantary disklerden gelen kızılötesi emisyonu gözlemleyerek tanık olabiliriz. Bununla birlikte, şimdiye kadar, mevcut enstrümantasyon, bu tür disklerde tozun farklı bileşenlerinin dağılımının araştırılmasına izin vermedi; en yakın bilinen bile en iyi tek teleskoplar onları çözmek için çok uzak. Ama şimdi, VLT İnterferometre için Proje Bilimcisi ve ESO'dan ekibin bir üyesi olan Francesco Paresce, “VLTI ile eşi benzeri görülmemiş açısal çözünürlük elde etmek için iki ayrı büyük teleskoptan gelen ışığı birleştirebiliriz. Bu, ilk kez, doğrudan Dünyamız gibi gezegenlerin oluşmasını veya yakında oluşmasını beklediğimiz yerde, yakınlardaki bazı genç yıldızların etrafındaki disklerin en iç bölgelerine doğrudan bakmamızı sağladı ”.
Özellikle, uluslararası bir ekip tarafından üç genç yıldızın yeni interferometrik gözlemleri [2], yüz metre aralıktaki iki 8,2 m VLT teleskopun birleşik gücünü kullanarak, kızılötesi emisyonu ölçmek için yeterli görüntü keskinliği (yaklaşık 0,02 yay) elde etti. üç yıldızın etrafındaki disklerin iç bölgesi (Dünya'nın Güneş çevresindeki yörüngesinin boyutuna karşılık gelir) ve bu disklerin dış kısmından emisyon. Karşılık gelen kızılötesi spektrumlar, disklerdeki tozun kimyasal bileşimi ve ayrıca ortalama tane büyüklüğü hakkında önemli bilgiler sağlamıştır.
Bu çığır açan gözlemler, disklerin iç kısmının ortalama çapı yaklaşık 0.001 mm olan kristalin silikat taneleri (“kum”) açısından çok zengin olduğunu göstermektedir. Yıldızları ve disklerini doğuran yıldızlararası bulutta her yerde bulunan çok daha küçük, amorf toz tanelerinin pıhtılaşması ile oluşurlar.
Model hesaplamaları, Dünya'nın oluşumu sırasında diskin iç kısmında kristalin tanelerin bol miktarda bulunması gerektiğini göstermektedir. Aslında, kendi güneş sistemimizdeki göktaşları esas olarak bu tür silikatlardan oluşur.
Amsterdam Astronomi Enstitüsü'nden ekibin bir üyesi olan Hollandalı gökbilimci Rens Waters hevesli: “Tüm malzemeler yerinde ve tozdan daha büyük taneciklerin oluşumu ile, daha büyük ve daha büyük taş parçaları oluşumu ve , son olarak, bu disklerden Dünya benzeri gezegenler neredeyse kaçınılmaz! ”
Tahılları dönüştürme
Bir süredir yeni doğan yıldızların etrafındaki disklerdeki tozun çoğunun silikatlardan oluştuğu bilinmektedir. Doğum bulutunda bu toz amorf, yani bir toz tanesini oluşturan atomlar ve moleküller kaotik bir şekilde bir araya getirilir ve taneler kabarık ve çok küçüktür, tipik olarak yaklaşık 0.0001 mm boyutundadır. Bununla birlikte, sıcaklığın ve yoğunluğun en yüksek olduğu genç yıldızın yakınında, dairesel diskteki toz parçacıkları birbirine yapışır, böylece tahıllar büyür. Dahası, toz yıldız radyasyonu ile ısıtılır ve bu da tanelerdeki moleküllerin kendilerini geometrik (kristalin) desenlerde yeniden düzenlemelerine neden olur.
Buna göre, yıldıza en yakın olan disk bölgelerindeki toz yakında "bozulmamış" (küçük ve amorf) taneden "işlenmiş" (daha büyük ve kristal) tanelere dönüşür.
Orta kızılötesi dalga boyu bölgesinde (yaklaşık 10 m) silikat tanelerinin spektral gözlemleri, bunların "bozulmamış" veya "işlenmiş" olup olmadığını söyleyecektir. Genç yıldızların etrafındaki disklerin daha önce gözlemlenmesi, bozulmamış ve işlenmiş malzemenin bir karışımının mevcut olduğunu gösterdi, ancak farklı tanelerin diskte nerede bulunduğunu söylemek imkansızdı.
VLTI ve son derece hassas MIDI aleti ile açısal çözünürlükteki yüz katlık artış sayesinde, sadece birkaç milyon yıllık üç yeni yıldızın çevresindeki protoplane disklerin çeşitli bölgelerinin ayrıntılı kızılötesi spektrumları, şimdi tozun yıldız, dış disk bölgelerindeki tozdan çok daha fazla işlem görüyor. İki yıldızda (HD 144432 ve HD 163296), iç diskteki toz oldukça işlenirken, dış diskteki toz neredeyse bozulmamıştır. Üçüncü yıldızda (HD 142527) toz tüm diskte işlenir. Bu diskin orta bölgesinde, tamamen kristal tozla tutarlı olarak son derece işlenmiştir.
Bu nedenle, VLTI gözlemlerinden önemli bir sonuç, Dünya benzeri gezegenlerin yapı taşlarının en başından itibaren dairesel disklerde mevcut olmasıdır. Bu, Dünya gibi karasal (kayalık) tipteki gezegenlerin, güneş sistemi dışındaki gezegen sistemlerinde de büyük olasılıkla oldukça yaygın olduğunu gösterdiğinden, büyük önem taşımaktadır.
Bozulmamış kuyruklu yıldızlar
Mevcut gözlemlerin kuyruklu yıldızların incelenmesi için de etkileri vardır. Güneş sistemindeki bazı - belki de hepsi - kuyruklu yıldızlar hem bozulmamış (amorf) hem de işlenmiş (kristalin) toz içerir. Kuyruklu yıldızlar kesinlikle Güneş'ten uzak mesafelerde, güneş sisteminin her zaman çok soğuk olduğu dış bölgelerinde oluşturuldu. Bu nedenle, işlenmiş toz tanelerinin kuyruklu yıldızlara nasıl gelebileceği açık değildir.
Bir teoride, işlenmiş toz, oldukça yoğun olan circumsolar diskteki türbülansla genç Güneş'ten dışarıya taşınır. Diğer teoriler, kuyrukluyıldızlardaki işlenmiş tozun soğuk bölgelerde çok daha uzun bir süre boyunca, belki de diskteki şok dalgaları veya yıldırım cıvataları veya daha büyük parçalar arasında sık sık çarpışmalarla üretildiğini iddia ediyor.
Bugünkü gökbilimciler ekibi, ilk teorinin kuyrukluyıldızlarda işlenmiş tozun varlığı için en olası açıklama olduğu sonucuna varmıştır. Bu aynı zamanda, bazen güneş sistemimizin dış alanlarından bizi ziyaret eden uzun süreli kuyruklu yıldızların, Dünya'nın ve diğer gezegenlerin henüz oluşmadığı bir döneme kadar uzanan gerçekten bozulmamış cisimler olduğunu ima eder.
Bu tür kuyruklu yıldızların çalışmaları, özellikle yerinde gerçekleştirildiğinde, bu nedenle, güneş sisteminin oluşturulduğu orijinal malzemeye doğrudan erişim sağlayacaktır.
Daha fazla bilgi
Bu ESO PR'da bildirilen sonuçlar, Roy van Boekel ve ortak yazarlar tarafından “Protoplantary disklerin“ karasal ”bölgesindeki gezegenlerin yapı taşları” adlı bir araştırma makalesinde daha ayrıntılı olarak sunulmaktadır (Nature, 25 Kasım 2004). Gözlemler ESO’nun erken dönem bilim gösteri programı sırasında yapıldı.
notlar
[1]: Bu ESO basın bülteni, Amsterdam Üniversitesi, Astronomi Enstitüsü, Hollanda (NOVA PR) ve Max-Planck-Institut f ?r Astronomie (Heidelberg, Almanya (MPG PR) ile birlikte yayınlanmaktadır.
[2]: Ekip Roy van Boekel, Michiel Min, Rens Waters, Carsten Dominik ve Alex de Koter (Astronomi Enstitüsü, Amsterdam Üniversitesi, Hollanda), Christoph Leinert, Olivier Chesneau, Uwe Graser, Thomas Henning, Rainer K ? hler ve Frank Przygodda (Max-Planck-Institut f? r Astronomie, Heidelberg, Almanya), Andrea Richichi, Sebastien Morel, Francesco Paresce, Markus Schller ve Markus Wittkowski (ESO), Walter Jaffe ve Jeroen de Jong (Leiden Gözlemevi) , Hollanda), Anne Dutrey ve Fabien Malbet (Observatoire de Bordeaux, Fransa), Bruno Lopez (Observatoire de la Cote d'Azur, Nice, Fransa), Guy Perrin (LESIA, Observatoire de Paris, Fransa) ve Thomas Preibisch (Max -Planck-Institut f? R Radioastronomie, Bonn, Almanya).
[3]: MIDI aracı Alman, Hollanda ve Fransız enstitüleri arasındaki işbirliğinin bir sonucudur. Daha fazla bilgi için bkz. ESO PR 17/03 ve ESO PR 25/02.
Orijinal Kaynak: ESO Haber Bülteni
