Óriási bolygók és üstökösök harcolnak a bolygót alkotó korongon

Kép a chilei ALMA távcsőből - nem művészi koncepció - a HD 163296 fiatal csillagról. A csillagot egy gáz- és porlemez veszi körül, ahol legalább 3 óriási bolygó képződik ... képzelve ezt a rendszert jövő üstökösök és aszteroidák. Kép az ALMA / S-n keresztül. Dagnello / Istituto Nazionale di Astrofisica.

Az Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) - amelynek székhelye Rómában, Olaszországban - 2019. május 23-án bejelentette egy új tanulmányt, amely kulcsfontosságú betekintést nyújt a napenergia-rendszerek bolygóik felépítésének folyamatába. A tanulmány a chilei ALMA távcsövön végzett megfigyeléseken alapul. Felmérte, hogy a távoli csillag - HD 163296 néven ismert bolygóképző korong por- és gázeloszlásának rendellenes tulajdonságai a rendszer óriási bolygóinak kölcsönhatásából származhatnak-e síkjeleikkel vagy bolygó-építőelemekkel. A maradék síkbeli minták, azok, amelyek nem alakulnak ki a bolygók kialakításában, egy napon ezen rendszer aszteroidáivá és üstökösévé válnak.

Az új tanulmányt a szakértő által áttekintett Astrophysical Journal publikálja.

A csillagászok évszázadok óta elméletezték, hogy a bolygók egy újonnan született csillagot körülvevő, lapos gáz- és porkorongban alakulnak ki. 2014-ben az ALMA volt az első, aki részletes képeket készített ezekről a körkörös lemezekről, nevezetesen a fényes koncentrikus gyűrűk lemezéről a HL Tau csillag körül. Így feltárul a naprendszerek születésének folyamata. Azóta az ALMA még kisebb léptékű struktúrákat is rögzített a körkörös lemezeken - rések, gyűrűk és spirálkarok - ezek többsége úgy vélte, hogy kapcsolódik a fiatal bolygók jelenlétéhez, és az új bolygók gravitációjának kölcsönhatásából fakad. környéke. Az INAF nyilatkozata kifejtette:

Az ALMA által megfigyelt legjobban megvizsgált lemezek között szerepel a HD 163296-at körülvevő, egy 5 millió éves csillag, amely körülbelül kétszerese a napunk tömegének. A HD 163296 korongja masszív (a nap tömegének kicsit kevesebb mint egytizedét) és széles (körülbelül 500 au, a Kuiper-öv külső határának kétszerese a Naprendszerben), és azt javasolták, hogy legalább három bolygó legyen otthona. az Uránusz és a Jupiter tömegének kétszeresének tömegével. Az ALMA legfrissebb megfigyelései lehetővé tették a HD 163296 korongjának szerkezetének térbeli és összetételű jellemzését a korábban még nem álmodott szintre, és megmutatták, hogy a por még mindig elég bőséges (a Föld tömegének több mint 300-szorosa) ebben a korongban, korától függetlenül, és a legalább három óriási bolygó. Ugyanezek a megfigyelések felfedték a por térbeli eloszlásának furcsa viselkedését is, amelyet csak a gázzal és az újonnan kialakult óriásbolygókkal való kölcsönhatás eredményeként nem lehet megmagyarázni.

Amint a bolygók egy korongban képződnek, úgy gondolja, hogy a korong porja felszívódik, így az idővel csökken. Az űrhajósok arra számítottak, hogy a por eltűnik az idő múlásával a HD 163296 legbelső bolygóján belülről. Ugyanakkor úgy gondolták, hogy a korong külsõ régióiból származó pornak fel kell halmozódnia a második és a harmadik bolygó pályáin. Az ALMA megfigyelései ehelyett azt mutatták, hogy az első bolygón belül, valamint az első és a második bolygó között lévő régiókban a teljes korong legmagasabb a porkoncentrációja. Az új tanulmány azt vizsgálta, hogy ezek a rendellenes porjellemzők felmerülhetnek-e az óriási bolygók kölcsönhatásából a korábban nem figyelembe vett korong-elemmel: a síkbeli mintákkal.

Diego Turrini, az INAF - a tanulmány vezető szerzője - mondta:

A Naprendszer tanulmányozása alapján tudjuk, hogy az érett körkörös lemezeket, mint például a HD 163296, nem csak gáz és por alkotja, hanem láthatatlan populációjuk is van az aszteroidáinkhoz és üstökösünkhöz hasonló kis bolygóbeli tárgyakhoz.

Diego Turrini csillagász, az Istituto Nazionale di Astrofisica székhelye Róma. Vezetett egy olyan csoportot, amely a HD 163296 csillag körüli korong alkonyatkori apróbb struktúrákat vizsgálta. Kép ​​az INAF-n keresztül.

Turrini és munkatársai számítógépes szimulációkat készítettek, amelyek megmutatták, hogy a HD 163296 három óriási bolygójának növekedése során a planetesimálák környező lakosságának nagyobb és nagyobb részét nagyon ekscentrikus és nagyon ferde pályára injektálják, hasonlóan a Naprendszerünk üstököseinek. . Francesco Marzari, a Padova Egyetem, a tanulmány társszerzője, kommentálta:

Ennek a dinamikus gerjesztésnek a fő eredménye az, hogy a síkbeli minták között nagyobb az erőszakos ütközések aránya.

A csapat úgy találta, hogy az planetaimálák közötti ütközések meglehetősen gyengék maradnak mindaddig, amíg az óriásbolygók megközelítik a végső tömeget, de erőszakban gyorsan százszorosára növekednek, és elkezdenek lecsiszolni a planetesimeket. Marzari mondta:

Ezek az heves ütközések feltöltik a korong porpopulációját. Az e folyamat során előállított új por eltérő orbitális eloszlással rendelkezik, mint az eredeti, és elsősorban két helyre koncentrálódik: az első óriási bolygó orbitális régiójára, valamint az első és a második óriási bolygó közötti gyűrűre.

Olvassa el további részleteket a tanulmány eredményéről itt

Leonardo Testi, a tanulmány társszerzője és az Európai Déli Megfigyelő Intézet ALMA Támogató Központjának vezetője:

Ezt a tanulmányt útiterv-projektként indították annak felmérésére, hogy az újonnan kialakult óriásbolygók által okozott dinamikus gerjesztés valóban megfigyelhető hatásokat eredményez-e. Mint ilyen, csak megkarcoltuk ennek a folyamatnak a felületét és annak következményeit. Ennek ellenére fizikai receptje meglehetősen egyszerű: hatalmas bolygók alakulnak ki a síkbeli minták lemezében. Tekintettel az esetleges fiatal óriási bolygók széles körű aláírására, amelyeket az ALMA-val fedezünk fel, és a megjelenésük által okozott dinamikus hatások hosszabb idejére, valószínűleg egy olyan eljárásra gondolunk, amely a körkörös lemezeken meglehetősen gyakori.

Tehát a kérdés, hogy miként készültek a Föld és a Naprendszerünk, megválaszolásra kerül!

Grafikus ábra, amely a jeges síkminták lemezét rejti el a HD 163296 körkörös lemezében felülről és oldalról nézve. A fiatal óriásbolygók gyorsan létrehozzák az exokometok sokaságát, amelyek nagy sebességű lövedékekként működnek a többi test számára. Kép D. Turrini / INAF-IAPS segítségével.

Alsó sor: A HD 163296 fiatal csillag új teleszkópos megfigyelései porgyűrűket mutatnak a környező porfelhőben, jelezve, hogy az óriásbolygók kölcsönhatásba lépnek kis testekkel, amelyek aszteroidákká és üstökösökké válnak.

Forrás: A por és a gáz arányának újraéledése a körkörös lemezeken óriási bolygók kialakulásának következtében: HD 163296 eset

További információ az INAF-n keresztül