Umetnikova zasnova 25 milijonov let starega protoplanetarnega diska. Zasluge: David A, Aguilar (CfA). Kliknite za povečavo
Poslušajte intervju: Planetarni disk, ki noče rasti (6 MB)
Ali pa se naročite na podcast:universetoday.com/audio.xml
Fraser Cain: Našli ste najstarejši planetarni disk. Ali mi lahko poveste, kako nenavadno je to?
Lee Hartmann: Gre za najstarejši planetarni ali protoplanetarni disk. Najstarejši, ki smo ga našli prej, je bil star približno 10 milijonov let, tako da je približno 2 do 2,5-krat starejši od vsega, kar smo našli prej.
Fraser: Je bilo to veliko presenečenje, ko sem našel nekaj tako starega?
Hartmann: Ja, zdi se, da ima polovica ali več zvezd nekakšen razširjen prašni disk z nečim, kar bi naredilo planete. V starosti približno milijon let. In potem po približno 10 milijonih let vam bo všeč 10 % vseh zvezd ali morda celo manj kot to. Tako da je bilo to zadevo najti pri dvakrat starejši, res neverjetno. Mislili smo, da bomo čez 20 milijonov let res padli na nič za vse, kar je še vedno imelo prah okoli sebe, ki je zelo podoben planetarnemu disku.
Fraser: Kaj bi lahko ohranilo disk stabilen tako dolgo?
Hartmann: Ni res jasno. Osrednji sistem je v tem primeru pravzaprav tesna dvojna zvezda in zato je možno – za razliko od ene zvezde v našem sončnem sistemu – obstajata dve zvezdi, skoraj enaki masi, ki krožita naokoli v zelo tesni orbiti in čeprav je nekaj velikosti nekje med Merkurjevo in Venerino orbito; nekaj take velikosti. To bi lahko nekako vznemirilo stvari, ker ima vsaka zvezda svojo gravitacijo, in ko se premikajo naokoli, bi lahko mešale disk in vznemirjale delce. Kar mislimo, da se zgodi, da nastanejo planeti, je, da se prah, mali prašni zajčki, nekako elektrostatično lepijo v majhne majhne kepe, nato pa postajajo vse večji in večji. In izdeluje kamnine, nato pa izdeluje stvari, ki so bolj podobne asteroidom, in končno planete. In faza oblikovanja planeta je tisto, kar resnično očisti ves ta prah. Tako se zdi, da je ta proces zelo občutljiv in stvari se nekako umirijo v časovnih okvirih od tisoč do milijonov let. Možno je, da če ga malce zmečkate in držite delec suspendiran, se v resnici ne držijo tako dobro skupaj in ne gredo skozi preostanek procesa nastajanja planetov, kot to počne večina drugih zvezd.
Fraser: Kako pogosto bi bilo kaj takega? Ker je to najstarejša najdena, menite, da so v bližini še drugi, ali je to samo naključje?
Hartmann: Težko si je predstavljati, da je v galaksiji le ena od teh stvari, kaj šele v celotnem vesolju. Toda, kolikor lahko rečemo, mora biti to zelo redek pojav. Vidimo lahko velike kopice zvezd, ki so stare 30 milijonov let, 50 milijonov let, 100 milijonov let, in česa takega niso našli v več sto ali celo tisoč zvezdah. Verjetno je 1 od 1000, morda ali kaj podobnega. To je nekako tisto, kar bi ugibal, vendar je težko vedeti. Te stvari nismo dovolj pozorno pogledali. Še pred kratkim nam ni uspelo. Vesoljski teleskop Spitzer ima veliko večjo občutljivost kot karkoli drugega, kar smo lahko naredili prej. To je samo sto tisočkrat vplivalo na našo sposobnost zaznavanja šibkih virov, kot je ta stvar. Pravkar delamo prve otroške korake, da raziščemo, kaj je tam zunaj in v naši soseščini. S teleskopom Spitzer začnejo gledati nekatere od teh drugih grozdov, potrjujejo, da je dvakrat starejši od tega sistema, manj kot 1 od 1000 takih. To je res dokaj edinstven sistem. Gotovo smo ga ujeli v posebnih okoliščinah.
Fraser: Ali mislite, da bi lahko trajalo še milijone in milijone let. Je to še zgodaj za to?
Hartmann: To je nekaj, česar ne razumemo dobro. In eden od razlogov za preučevanje tovrstnih sistemov je, da res potrebujemo veliko pomoči pri razumevanju fizike tega. Za začetek je fizika, kako se planeti oblikujejo iz v bistvu prašnih zajčkov. To je tako zapleten proces in veliko stvari, ki jih ne razumemo povsem, potrebujemo več raziskav o teh stvareh. Pravzaprav ne vem, kaj se bo zgodilo s tem sistemom. Moje lastno mnenje je, da verjetno ne bo šlo naprej in se strdilo v planete, če tega še ni storilo. Teorija kaže, da obstaja nekakšen prag, ki ga morate izpolniti. Imeti moraš ravno dovolj stvari, da se to zgodi, da se res premagaš grbo izdelave večjih teles, ki lahko potem pometejo ves manjši prah in počistijo disk. Če nikoli ne dosežete tega praga, morda ne boste nikoli ustvarili planetov. Predvidevam, da se bo morda kar ugasnilo, nekaj prašnih zrn pa bo bodisi izpuhtelo ali pa se bo počasi zavilo v zvezdo in to je konec, vendar tega v resnici ne razumemo.
Fraser: Ali so diske, ki tvorijo planet, že kdaj opazili okoli binarnih sistemov?
Hartmann: Da, če lahko rečem, da predvidevamo, da ti diski ustvarjajo planete. V resnici nismo imeli popolne puške, da bi rekli, da ti prašni diski dejansko ustvarjajo planete. Mislim, da je to zelo velika verjetnost, ker vidimo ves ta porazdeljen prah okoli zelo mladih zvezd in potem vsega ni več. Vemo, da moramo koagulirati ves prah in dobiti majhne stvari ter jih vložiti v velike stvari, da naredimo planete. To je torej domneva, ki jo sklepamo, vendar sem hotel samo povedati, da pravzaprav nismo povezali pik pri tem vprašanju.
Fraser: Tako je, ali so bili diski opaženi okoli takih binarnih sistemov?
Hartmann: Da, imajo. Težava je v tem, da diska v bistvu ne morete imeti v orbiti enake velikosti kot binarna orbita. Druga zvezda bo samo pogoltnila ves prah ali ga izhlapela ali pa odpihnila. Po drugi strani pa, če imate zelo široko dvojko, če imate nekaj, kjer je druga zvezda zelo daleč, imate lahko disk v notranjosti te dvojčke in ne ve, da okoli kroži druga zvezda. Krožimo okoli Sonca, Jupiter pa je tam zunaj na več astronomskih enotah, kar povzroča le majhne motnje na orbiti Zemlje. Podobno bi lahko imeli sistem, v katerem sta dve zvezdi relativno blizu skupaj in je disk precej zunaj obrobnega območja. In tako je za ta disk skoraj videti, kot da obstaja ena sama zvezda. Ni ravno tako, ker obe zvezdi krožita naokoli, tako da jo gravitacija nekoliko dvigne. Vendar ni tako daleč od tega, da bi imeli en sam predmet. Torej, dokler je disk veliko večji od binarne ali manjši od binarne, ste v redu. Če pa je disk veliko večji od binarne, je lahko tako šibek in tako razpršen, da se nikoli ne strdi učinkovito v planete. To je nekaj, kar bi nekako predvideli, vendar tega še ne moremo dokazati z opazovanjem.
Fraser: Ali imate za to načrtovano nekaj spremljanja opazovanj?
Hartmann: Mislim, da bi želeli poskusiti in narediti, da bi dobili opazovanja daljše valovne dolžine, da bi videli, kje se disk konča, ker v tem nizu opazovanj v bistvu pravimo, da obstaja disk, vendar ne vemo, kako velik je. Vprašanje je, ali obstaja kaj zunaj tega sistema, kar bi lahko motilo tudi disk. Za vse, kar poznamo, je morda celo trojni sistem, z zelo širšim spremljevalcem, ki je nizke mase in ga nismo videli. In to bi lahko res povzročilo mešanje in preprečilo, da bi disk vsaj pustil, da se planeti strjejo. In potem druga stvar, ki jo poskušamo narediti, je, da poskušamo identificirati druge sisteme, kot je ta, ki so prav tako stari 20 milijonov let, 30 milijonov let. Če lahko najdemo še kaj od teh stvari, samo da vidimo, kako pogoste so in ali so vse binarne ali kaj je na njih posebnega, kar jim omogoča, da trajajo tako dolgo. V bistvu poskušamo videti proces, kako se disk spremeni v planete, vendar to seveda traja milijone let, tako da tega ne morete slediti – vsaj jaz tega ne morem slediti. To je kot posnetek populacije. Imate stare ljudi in mlade in dojenčke in tako naprej. In poskušate sklepati, kako poteka evolucija iz združevanja različnih kosov. In potem so nekateri ljudje veliki ali bolje prehranjeni in imajo drugačno kulturo ali karkoli drugega, in poskušate videti, kakšne različne učinke imajo na populacijo iz tega posnetka. Poskusite najti druge sisteme, ki so podobni temu, je način, da izvedete eksperiment, da vidite, kaj se zgodi, če imate veliko širšo binarnost, ali kaj se zgodi, če je na sredini druga masna zvezda. Eksperimenta v resnici ne moremo narediti, a če najdemo dovolj različnih vrst predmetov, kot je ta, potem je narava eksperiment naredila na različnih mestih in le iti ga moramo pogledati.
To odkritje je bilo prvotno napovedal na Universe Today 19. julija 2005.