Το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Spitzer εντόπισε, για πρώτη φορά, μικροσκοπικούς κρυστάλλους σαν χαλαζία που πασπαλίστηκαν σε νεαρά πλανητικά συστήματα. Τι συμβαίνει λοιπόν σε αυτούς τους πλανητικούς δίσκους για τη δημιουργία αυτού του τύπου υλικών; Τα ευρήματα δείχνουν ότι τα κύματα σοκ από το στροβιλισμένο αέριο και τη σκόνη είναι υπεύθυνα για τη δημιουργία των πλανητών σε όλο το σύμπαν. «Ο Spitzer μας έδωσε μια καλύτερη ιδέα για το πώς παράγονται οι πρώτες ύλες των πλανητών πολύ νωρίς», δήλωσε ο William Forrest του Πανεπιστημίου του Ρότσεστερ της Νέας Υόρκης. «Μελετώντας αυτά τα άλλα συστήματα αστεριών, μπορούμε να μάθουμε για τις ίδιες τις αρχές μας πλανήτες πριν από 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια. " Το μεγάλο ερώτημα είναι, ωστόσο, με αυτούς τους κρυστάλλους, μπορούν οι αστρονόμοι να προβλέψουν το μέλλον; (Απλά αστειεύομαι)
Οι πλανήτες γεννιούνται από στροβιλισμένους δίσκους σκόνης και αερίου που μοιάζουν με τηγανίτα που περιβάλλουν νεαρά αστέρια. Ξεκινούν ως απλοί κόκκοι σκόνης που κολυμπούν σε ένα δίσκο αερίου και σκόνης, πριν συσσωρευτούν μαζί για να σχηματίσουν γεμάτους πλανήτες. Κατά τα πρώτα στάδια της ανάπτυξης του πλανήτη, οι κόκκοι σκόνης κρυσταλλώνονται και κολλούν μαζί, ενώ ο ίδιος ο δίσκος αρχίζει να καθιζάνει και να ισιώνει. Αυτό συμβαίνει τα πρώτα εκατομμύρια χρόνια της ζωής ενός αστεριού.
Όταν ο Forrest και οι συνάδελφοί του χρησιμοποίησαν τον Spitzer για να εξετάσουν πέντε νέους δίσκους που σχηματίζουν πλανήτες περίπου 400 έτη φωτός μακριά, εντόπισαν την υπογραφή των κρυστάλλων πυριτίας. Το πυρίτιο αποτελείται μόνο από πυρίτιο και οξυγόνο και είναι το κύριο συστατικό του γυαλιού. Όταν λιώνει και κρυσταλλώνεται, μπορεί να κάνει τους μεγάλους εξαγωνικούς κρύσταλλους χαλαζία να πωλούνται συχνά ως μυστικιστικά σύμβολα. Όταν θερμαίνεται σε ακόμη υψηλότερες θερμοκρασίες, μπορεί επίσης να σχηματίσει μικρούς κρυστάλλους όπως εκείνους που βρίσκονται συνήθως γύρω από τα ηφαίστεια.
Είναι αυτή η υψηλής θερμοκρασίας μορφή κρυστάλλων διοξειδίου του πυριτίου, συγκεκριμένα του κριστοβαλίτη και του τριδημίτη, που η ομάδα του Forrest βρήκε για πρώτη φορά σε δίσκους που σχηματίζουν πλανήτες γύρω από άλλα αστέρια. «Το Cristobalite και το tridymite είναι ουσιαστικά υψηλής θερμοκρασίας μορφές χαλαζία», δήλωσε ο Sargent. "Εάν θερμάνετε κρύσταλλους χαλαζία, θα λάβετε αυτές τις ενώσεις."
Στην πραγματικότητα, οι κρύσταλλοι απαιτούν θερμοκρασίες έως και 1.220 Kelvin (περίπου 1.740 βαθμούς Φαρενάιτ) για να σχηματιστούν. Αλλά οι νέοι δίσκοι που σχηματίζουν πλανήτες είναι μόνο περίπου 100 έως 1.000 Kelvin (περίπου μείον 280 βαθμοί Φαρενάιτ έως 1.340 Φαρενάιτ) - πολύ κρύοι για να κάνουν τους κρυστάλλους. Επειδή οι κρύσταλλοι απαιτούν θέρμανση ακολουθούμενος από γρήγορη ψύξη για να σχηματιστούν, οι αστρονόμοι θεωρούσαν ότι τα κύματα σοκ θα μπορούσαν να είναι η αιτία.
Τα σοκ κύματα, ή τα υπερηχητικά κύματα πίεσης, πιστεύεται ότι δημιουργούνται σε δίσκους που σχηματίζουν πλανήτες όταν συγκρούονται σύννεφα αερίου που περιστρέφονται με υψηλές ταχύτητες. Μερικοί θεωρητικοί πιστεύουν ότι τα κύματα σοκ μπορεί επίσης να συνοδεύουν το σχηματισμό γιγαντιαίων πλανητών.
Ίσως λοιπόν οι αστρονόμοι να μπορούν να προβλέψουν τον τύπο των πλανητών σε αυτό το πρόσφατα σχηματισμένο ηλιακό σύστημα!
Τα ευρήματα συμφωνούν με τοπικά στοιχεία από το δικό μας ηλιακό σύστημα. Σφαιρικά βότσαλα, που ονομάζονται χονδροειδή, βρέθηκαν σε αρχαίους μετεωρίτες που έπεσαν στη Γη, πιστεύεται επίσης ότι κρυσταλλώθηκαν από κρουστικά κύματα στον νέο δίσκο που σχηματίζει πλανήτες στο ηλιακό μας σύστημα. Επιπλέον, η αποστολή Stardust της NASA βρήκε ορυκτά τριδυμίτη στον κομήτη Wild 2.
Ο απόφοιτος φοιτητής του Forrest και του Πανεπιστημίου του Ρότσεστερ, Ben Sargent, ηγήθηκε της έρευνας, η οποία θα δημοσιευθεί στο περιοδικό Astrophysical Journal.
Πηγή: Caltech
