Πώς σχηματίζονται οι πλανήτες είναι ένα από τα σημαντικότερα ερωτήματα στην αστρονομία. Αλλά αυτό είναι ένα δύσκολο έργο στην καλύτερη περίπτωση, δεδομένων των αποστάσεων παρατήρησης. «Αυτό είναι ένα τεράστιο θέμα με πολλές προκλήσεις», δήλωσε ο Ντέιβιντ Γουίλνερ από το Κέντρο Αστρονομίας του Χάρβαρντ-Σμιθσόνια κατά την ομιλία του στη συνεδρίαση της Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρείας αυτήν την εβδομάδα. «Αλλά κατά τη διάρκεια των τελευταίων δεκαετιών με παρατηρήσεις των κοντινών συστημάτων αστεριών, έχουμε φτάσει σε ένα βασικό περίγραμμα της διαδικασίας σχηματισμού ηλιακού συστήματος».
Υπάρχουν μερικά εμπόδια που πρέπει να ξεπεραστούν στη μελέτη πρωτοπλανητικών δίσκων. Πρώτον, το μεγαλύτερο μέρος της μάζας του δίσκου είναι κρύο και σκοτεινό, καθώς το μοριακό υδρογόνο δεν ακτινοβολεί. Αυτές οι περιοχές ανιχνεύονται μόνο μέσω μερικών δευτερευόντων συστατικών: θερμική εκπομπή από σκόνη και διάσπαρτο φως από το αστέρι.
Δεύτερον, η ποσότητα των «αστρονόμων» που εξετάζει είναι στην πραγματικότητα αρκετά μικρή. Συνήθως, η ποσότητα του πρωτοπλανητικού υλικού είναι περίπου το 1/100 της μάζας του αστεριού και περίπου το 1/4000 του βαθμού στον ουρανό.
Μέσα από παρατηρήσεις πολλών συστημάτων με πολλά τηλεσκόπια, μπορούμε να δούμε αυτά τα συστήματα δίσκου σε διάφορα μήκη κύματος σε μια προσπάθεια να δούμε τόσο το αστέρι όσο και τα συστατικά του δίσκου. Ο Wilner είπε ότι υπάρχουν δύο ιδιότητες που είναι ιδιαίτερα σημαντικό να γνωρίζουμε: οι μάζες δίσκων γενικά, καθώς η φωτεινότητα είναι άμεσα ανάλογη με τη μάζα και η δεύτερη είναι η διάρκεια ζωής του δίσκου. Από τις τρέχουσες γνώσεις, ο δίσκος σκόνης διασκορπίζεται κατά 50% σε 3 εκατομμύρια χρόνια και 90% κατά 5 εκατομμύρια χρόνια.
Για παράδειγμα, ο Μίλνερ συζήτησε το νεφέλωμα Rho Ophiuchi, (εικόνα παραπάνω), που βρίσκεται κοντά στους αστερισμούς Scorpius και Ophiuchus, περίπου 407 έτη φωτός μακριά από τη Γη.
«Το σύννεφο Rho Oph είναι εντυπωσιακό, με όμορφες σκοτεινές περιοχές που είναι στήλες αερίου και σκόνης που σβήνουν το φόντο του αστεριού. Αυτό είναι το υλικό που σχηματίζει αστέρια και πλανήτες. "
Ο Wilner είπε ότι τα βήματα στο σχηματισμό του ηλιακού συστήματος είναι τα εξής: πρώτα ο σχηματισμός ενός αρχέγονου δίσκου πρωταρχικού αστέρα, στη συνέχεια του πρωτοπλανητικού δίσκου και, στη συνέχεια, δίσκων υπολειμμάτων μέσα σε ένα πλανητικό σύστημα.
Ωστόσο, τα κύρια προβλήματα στην κατανόησή μας έγκειται στο ότι οι αστρονόμοι δεν έχουν δει πραγματικά όλα τα βήματα αυτής της διαδικασίας και δεν μπορούν να αποδείξουν άμεσα ότι αυτοί οι πρώτοι δίσκοι συνεχίζουν να σχηματίζουν τους πλανήτες. Υπάρχουν πολλές ενδείξεις, όπως σχηματίζουν κενά στη σκόνη γύρω από συστάδες υλικών, παρόμοια με τα κενά στους δακτυλίους του Κρόνου γύρω από τα φεγγάρια.
Τα τελευταία 15 χρόνια, οι πρωτοπλανητικοί δίσκοι μελετήθηκαν με διάφορα ιντερφερόμετρα στο Παρατηρητήριο Keck της Mauna Kea σε διάφορα μήκη κύματος από 0,87 μικρά έως 7 mm. Και τα τελευταία πέντε χρόνια, το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Spitzer προσέφερε τις υπέρυθρες δυνατότητές του για να προωθήσει τις γνώσεις μας στην τρέχουσα κατανόησή μας. Όμως σύντομα, ένα νέο τηλεσκόπιο στην έρημο της Χιλής μπορεί να προσφέρει την ανάλυση που απαιτείται για να ρίξει μια ματιά όχι μόνο στα κενά στους δίσκους, αλλά και ένα νέο παράθυρο για το πώς τα υλικά γύρω από τους αναδυόμενους πλανήτες μπορούν να σχηματίσουν φεγγάρια. Το Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), θα λειτουργεί σε μήκη κύματος 0,3 έως 9,6 mm.
Ο Γουίλνερ προφανώς ανυπομονεί να λειτουργήσει τις δυνατότητες παρατήρησης αυτού του πίνακα. Προγραμματισμένο να ολοκληρωθεί το 2012, το ALMA θα συμβάλει στη συμπλήρωση των «κενών» των γνώσεων μας σχετικά με τον πλανητικό σχηματισμό.
Πηγή: Παρουσίαση της συνάντησης AAS, με διευκρινίσεις από τον Chris Lintott
