Με νέα όργανα, οι αστρονόμοι συμπληρώνουν όλα τα κομμάτια που βοηθούν να εξηγήσουν πώς σχηματίζονται οι πλανήτες από εκτεταμένους δίσκους αερίου και σκόνης γύρω από τα νεογέννητα αστέρια. Όμως, οι αστρονόμοι έχουν βρει έναν πρωτο-πλανητικό δίσκο που αρνείται να μεγαλώσει. Είναι 25 εκατομμυρίων ετών και ακόμη δεν έχει κάνει τη μετάβαση σε σχηματισμό πλανητών. Ο Lee Hartmann είναι με το Κέντρο Αστροφυσικής του Χάρβαρντ-Σμιθσόνια και ο επικεφαλής συγγραφέας στην εφημερίδα ανακοινώνει το εύρημα.
Ακούστε τη συνέντευξη: Πλανητικός δίσκος που αρνείται να μεγαλώσει (6 MB)
Ή εγγραφείτε στο Podcast: universetoday.com/audio.xml
Fraser Cain: Βρήκατε τον παλαιότερο πλανητικό δίσκο. Μπορείτε να μου δώσετε μια αίσθηση πόσο ασυνήθιστο είναι αυτό;
Lee Hartmann: Πρόκειται για τον παλαιότερο πλανητικό ή πρωτοπλανητικό δίσκο. Το παλαιότερο που βρήκαμε στο παρελθόν ήταν ηλικίας περίπου 10 εκατομμυρίων ετών, οπότε αυτό είναι περίπου 2 έως 2,5 φορές παλαιότερο από ό, τι έχουμε βρει στο παρελθόν.
Fraser: Ήταν μεγάλη έκπληξη να βρεις κάτι τόσο παλιό;
Hartmann: Ναι, φαίνεται ότι τα μισά ή περισσότερα αστέρια έχουν κάποιο είδος εκτεταμένου σκονισμένου δίσκου με κάτι που θα έκανε πλανήτες. Σε ηλικία περίπου ενός εκατομμυρίου ετών περίπου. Και μετά από 10 εκατομμύρια χρόνια περίπου, θα σας αρέσει το 10% όλων των αστεριών ή ίσως ακόμη και λιγότερο από αυτό. Έτσι, το να βρεις αυτό το πράγμα σε διπλάσια ηλικία ήταν πραγματικά αξιοσημείωτο. Σκεφτήκαμε ότι μέχρι 20 εκατομμύρια χρόνια θα είχαμε φτάσει στο μηδέν για οτιδήποτε είχε ακόμα σκόνη γύρω του που μοιάζει πολύ με έναν πλανητικό δίσκο.
Fraser: Τι θα μπορούσε να κρατήσει το δίσκο σταθερό για τόσο μεγάλο χρονικό διάστημα;
Χάρτμαν: Δεν είναι πραγματικά ξεκάθαρο. Το κεντρικό σύστημα σε αυτήν την περίπτωση είναι στην πραγματικότητα ένα στενό δυαδικό αστέρι και έτσι είναι δυνατόν - σε αντίθεση με ένα μονό αστέρι στο ηλιακό μας σύστημα - υπάρχουν δύο, σχεδόν ίσα άστρα μάζας που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από μια πολύ κοντινή τροχιά και παρόλο που κάτι είναι το μέγεθος κάπου μεταξύ της τροχιάς του Ερμή και της τροχιάς της Αφροδίτης · κάτι τέτοιο μέγεθος. Αυτό θα μπορούσε να είναι κάπως ανατρεπτικό γιατί κάθε αστέρι έχει τη δική του βαρύτητα, και καθώς κινούνται, θα μπορούσαν να στροβιλίσουν το δίσκο και να ανακινήσουν τα σωματίδια. Αυτό που πιστεύουμε ότι συμβαίνει να φτιάξει πλανήτες είναι ότι η σκόνη, τα μικρά κουνελάκια σκόνης, το είδος του κολλάει ηλεκτροστατικά σε μικρά μικρά κομμάτια και στη συνέχεια μεγαλώνει όλο και μεγαλύτερο. Και δημιουργεί πετρώματα, και στη συνέχεια δημιουργεί πράγματα που μοιάζουν περισσότερο με αστεροειδείς και τελικά πλανήτες. Και το στάδιο σχηματισμού πλανήτη είναι αυτό που πραγματικά καθαρίζει όλη αυτή τη σκόνη. Και έτσι η διαδικασία θεωρείται πολύ λεπτή και τα πράγματα διευθετούνται σε χρονικά διαστήματα χιλιάδων έως εκατομμυρίων ετών. Είναι πιθανό ότι αν το ανασηκώσετε λίγο, διατηρώντας το σωματίδιο αιωρούμενο, τότε δεν κολλάνε τόσο καλά και δεν περνούν από την υπόλοιπη διαδικασία σχηματισμού πλανητών όπως κάνουν τα περισσότερα άλλα αστέρια.
Fraser: Πόσο κοινό θα ήταν κάτι τέτοιο; Δεδομένου ότι αυτό είναι το παλαιότερο που έχει βρεθεί, νομίζετε ότι υπάρχουν άλλοι κοντά, ή είναι απλώς μια απόλυτη αναταραχή;
Hartmann: Είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς ότι υπάρχει μόνο ένα από αυτά τα πράγματα στον γαλαξία, πόσο μάλλον ολόκληρο το Σύμπαν. Όμως, αυτό πρέπει να είναι ένα πολύ σπάνιο συμβάν στο βαθμό που μπορούμε να πούμε. Μπορούμε να δούμε μεγάλες συστάδες αστεριών ηλικίας 30 εκατομμυρίων ετών, 50 εκατομμυρίων ετών, 100 εκατομμυρίων ετών, και δεν έχουν βρει κάτι τέτοιο σε αρκετές εκατοντάδες ή και χιλιάδες αστέρια συνολικά. Ίσως είναι 1 στα 1000, ίσως, ή κάτι τέτοιο. Αυτό είναι κάτι που υποθέτω, αλλά είναι δύσκολο να γνωρίζουμε. Δεν έχουμε εξετάσει αρκετά προσεκτικά αυτά τα πράγματα. Δεν μπορέσαμε να το κάνουμε πολύ πρόσφατα. Το διαστημικό τηλεσκόπιο Spitzer έχει πολύ μεγαλύτερη ευαισθησία από οτιδήποτε άλλο μπορούσαμε να κάνουμε στο παρελθόν. Απλώς έκανε παράγοντες εκατοντάδων χιλιάδων φορές την ικανότητά μας να εντοπίζουμε εξασθενημένες πηγές όπως αυτό. Κάνουμε απλώς τα πρώτα βήματα για να εξερευνήσουμε τι είναι εκεί έξω και στη γειτονιά μας. Με το τηλεσκόπιο Spitzer, αρχίζουν να βλέπουν κάποια από αυτά τα άλλα σμήνη, επιβεβαιώνουν ότι δύο φορές η ηλικία αυτού του συστήματος, λιγότερο από 1 στα 1000 είναι έτσι. Είναι πραγματικά ένα αρκετά μοναδικό σύστημα. Πρέπει να το έχουμε πιάσει σε ορισμένες ειδικές περιστάσεις.
Fraser: Πιστεύετε ότι θα μπορούσε να συνεχιστεί για εκατομμύρια και εκατομμύρια χρόνια ακόμη. Είναι ακόμα μια νεαρή ηλικία για αυτό;
Χάρτμαν: Αυτό είναι κάτι που δεν καταλαβαίνουμε πολύ καλά. Και ένας από τους λόγους για να μελετήσουμε αυτά τα είδη συστημάτων είναι ότι χρειαζόμαστε πραγματικά πολλή βοήθεια για την κατανόηση της φυσικής αυτού. Η φυσική του πώς σχηματίζονται οι πλανήτες από βασικά κουνελάκια σκόνης για να ξεκινήσουν. Είναι μια τόσο περίπλοκη διαδικασία και υπάρχουν όλα τα πράγματα που δεν καταλαβαίνουμε ότι πρέπει πραγματικά να έχουμε περισσότερες έρευνες για αυτά τα πράγματα. Δεν ξέρω πραγματικά τι θα συμβεί με αυτό το σύστημα. Η δική μου γνώμη είναι ότι πιθανότατα δεν πρόκειται να προχωρήσει και να πήξει σε πλανήτες εάν δεν το έχει ήδη κάνει. Η θεωρία υποδηλώνει ότι υπάρχει κάποιο όριο που πρέπει να πληροίτε. Πρέπει να έχετε αρκετά πράγματα για να συμβεί αυτό, για να ξεπεράσετε πραγματικά το χτύπημα της δημιουργίας μεγαλύτερων σωμάτων που μπορούν στη συνέχεια να σκουπίσουν όλη τη μικρότερη σκόνη και να καθαρίσουν τον δίσκο. Εάν δεν φτάσετε ποτέ σε αυτό το κατώφλι, ίσως να μην κάνετε ποτέ πλανήτες. Η εικασία μου είναι ότι μπορεί απλώς να εξαφανιστεί, και μερικοί από τους κόκκους σκόνης είτε θα εκραγούν είτε θα σπειροποιηθούν αργά στο αστέρι και αυτό είναι το τέλος του, αλλά δεν καταλαβαίνουμε πραγματικά.
Fraser: Έχουν δει στο παρελθόν δίσκους σχηματισμού πλανητών γύρω από δυαδικά συστήματα;
Χάρτμαν: Ναι, αν μπορώ απλά να πω ότι υποθέτουμε ότι αυτοί οι δίσκοι κάνουν πλανήτες. Δεν είχαμε το πλήρες πιστόλι καπνίσματος για να πούμε ότι αυτοί οι σκονισμένοι δίσκοι κάνουν πραγματικά πλανήτες. Νομίζω ότι είναι πολύ πιθανό, διότι βλέπουμε όλη αυτή την κατανεμημένη σκόνη γύρω από πολύ νεαρά αστέρια και μετά όλα έχουν φύγει. Γνωρίζουμε ότι πρέπει να πήξουμε όλη τη σκόνη και να πάρουμε τα μικρά πράγματα και να τα βάλουμε σε μεγάλα πράγματα για να φτιάξουμε πλανήτες. Αυτή είναι η υπόθεση που κάνουμε, αλλά απλώς ήθελα να πω ότι δεν έχουμε συνδέσει τις τελείες σε αυτό το ζήτημα.
Fraser: Σωστά, έτσι έχουν δει δίσκους γύρω από δυαδικά συστήματα όπως αυτό;
Χάρτμαν: Ναι, έχουν. Αυτό το ζήτημα είναι ότι βασικά, δεν μπορείτε να έχετε τον δίσκο σε τροχιά ίδιου μεγέθους με τη δυαδική τροχιά. Το άλλο αστέρι θα καταπιεί απλώς όλη τη σκόνη, ή θα το εξατμίσει, ή θα το ανατινάξει. Από την άλλη πλευρά, εάν έχετε ένα πολύ ευρύ δυαδικό, εάν έχετε κάτι όπου το άλλο αστέρι είναι πολύ μακριά, μπορείτε να έχετε έναν δίσκο μέσα σε αυτό το δυαδικό και δεν ξέρει ότι υπάρχει άλλο ένα αστέρι σε τροχιά γύρω. Περιστρέφουμε γύρω από τον Ήλιο και ο Δίας είναι εκεί έξω σε πολλές αστρονομικές μονάδες, και αυτό κάνει μόνο μικρές διαταραχές στην τροχιά της Γης. Ομοίως, θα μπορούσατε να έχετε ένα σύστημα στο οποίο τα δύο αστέρια είναι σχετικά κοντά μεταξύ τους και ο δίσκος βρίσκεται πολύ έξω από την απομακρυσμένη περιοχή. Και έτσι, σε αυτόν τον δίσκο, φαίνεται σχεδόν ότι υπάρχει ένα μόνο αστέρι. Δεν είναι ακριβώς έτσι, επειδή τα δύο αστέρια περιστρέφονται γύρω, έτσι η βαρύτητα το αναδεύει λίγο. Αλλά δεν απέχει τόσο πολύ από το να έχουμε μόνο ένα αντικείμενο. Επομένως, αρκεί ο δίσκος να είναι πολύ μεγαλύτερος από το δυαδικό ή μικρότερος από το δυαδικό, είστε εντάξει. Αν όμως ο δίσκος είναι πολύ μεγαλύτερος από το δυαδικό, μπορεί να είναι τόσο αδύναμος και τόσο απλωμένος ώστε ποτέ να μην πήζει πραγματικά αποτελεσματικά σε πλανήτες. Αυτό είναι κάτι που θα μπορούσαμε να προβλέψουμε, αλλά δεν είναι κάτι που μπορούμε ακόμη να δείξουμε παρατηρητικά.
Fraser: Έχετε κάποιες παρατηρήσεις σχετικά με τις παρατηρήσεις που έχουν προγραμματιστεί για αυτό;
Hartmann: Αυτό που πιστεύω ότι θα θέλαμε να κάνουμε είναι να κάνουμε παρατηρήσεις μεγαλύτερου μήκους κύματος για να δούμε πού τελειώνει ο δίσκος, γιατί σε αυτό το σύνολο παρατηρήσεων, βασικά λέμε ότι υπάρχει ένας δίσκος, αλλά δεν ξέρουμε πώς είναι μεγάλο. Το ερώτημα είναι, υπάρχει κάτι εκτός αυτού του συστήματος που θα μπορούσε να διαταράξει και το δίσκο. Μπορεί ακόμη και να είναι ένα τριπλό σύστημα για όσα γνωρίζουμε, με έναν πολύ ευρύτερο σύντροφο με χαμηλή μάζα και δεν έχουμε δει. Και αυτό θα μπορούσε πραγματικά να το αναδεύει και να εμποδίσει τον δίσκο να αφήσει τους πλανήτες να πήξουν, τουλάχιστον. Και μετά το άλλο πράγμα που προσπαθούμε να κάνουμε, είναι ότι προσπαθούμε να εντοπίσουμε άλλα συστήματα όπως αυτό που είναι επίσης 20 εκατομμύρια ετών, 30 εκατομμύρια χρόνια. Εάν μπορούμε να βρούμε περισσότερα από αυτά τα πράγματα, απλώς για να δούμε πόσο συχνά είναι και αν είναι όλα τα δυαδικά αρχεία ή τι είναι ιδιαίτερο για αυτά που τους επιτρέπει να διαρκούν τόσο πολύ. Βασικά, αυτό που προσπαθούμε να κάνουμε είναι να δούμε τη διαδικασία με τον οποίο ένας δίσκος μετατρέπεται σε πλανήτες, αλλά φυσικά διαρκεί εκατομμύρια χρόνια, οπότε δεν μπορείτε να το ακολουθήσετε - τουλάχιστον, δεν μπορώ να το ακολουθήσω. Είναι σαν να τραβάμε ένα στιγμιότυπο ενός πληθυσμού. Έχετε ηλικιωμένους, νέους και μωρά και ούτω καθεξής. Και προσπαθείτε να συμπεράνετε πώς εξελίσσεται η εξέλιξη από τη συνένωση των διαφόρων κομματιών. Και τότε μερικοί άνθρωποι είναι πλούσιοι, ή τρέφονται καλύτερα, και έχουν διαφορετική κουλτούρα ή οτιδήποτε άλλο, και προσπαθείτε να δείτε ποιες διαφορετικές επιπτώσεις έχουν στον πληθυσμό από αυτό το στιγμιότυπο. Το να δοκιμάσετε και να βρείτε άλλα συστήματα που είναι έτσι είναι ένας τρόπος να κάνετε το πείραμα για να δείτε τι θα συμβεί αν έχετε πολύ ευρύτερο δυαδικό ή τι θα συμβεί αν είναι ένα διαφορετικό αστέρι μάζας στη μέση. Δεν μπορούμε πραγματικά να κάνουμε το πείραμα, αλλά αν βρούμε αρκετά διαφορετικά είδη αντικειμένων όπως αυτό, τότε η φύση έχει κάνει το πείραμα σε διαφορετικά μέρη και πρέπει απλώς να βγούμε και να το δούμε.
Αυτή η ανακάλυψη αρχικά ανακοινώθηκε στο Space Magazine στις 19 Ιουλίου 2005.
