С нови инструменти астрономите попълват всички парчета, които помагат да се обясни как планетите се образуват от разширени дискове с газ и прах около новородени звезди. Но астрономите са намерили един протопланетен диск, който отказва да порасне. Той е на 25 милиона години и все още не е преминал към планети. Лий Хартман е от Центъра за астрофизика в Харвард-Смитсони и главният автор на хартията, обявяваща находката.
Чуйте интервюто: Планетен диск, който отказва да расте (6 MB)
Или се абонирайте за Podcast: universetoday.com/audio.xml
Фрейзър Кейн: Намерихте най-стария планетарен диск. Можете ли да ми дадете усещане колко е необичайно това?
Лий Хартман: Става дума за най-стария планетарен или протопланетен диск. Най-старият, който сме открили преди, е бил на около 10 милиона години, така че това е около 2 до 2,5 пъти по-старо от всичко, което сме открили преди.
Фрейзър: Това ли беше голяма изненада да открия нещо толкова старо?
Хартман: Да, изглежда, че половината или повече звезди имат някакъв разширен прашен диск с нещо, което би направило планети. На възраст около милион години или повече. И след това на 10 милиона години или повече, вие сте до 10% от всички звезди или може би дори по-малко от това. Така че откриването на това нещо на два пъти възраст беше наистина забележително. Смятахме, че до 20 милиона години наистина ще сме до нула за всичко, което все още има прах около него, което много приличаше на планетен диск.
Фрейзър: Какво би могло да поддържа стабилния диск толкова дълго?
Хартман: Не е много ясно. Централната система в този случай всъщност е близка двоична звезда и затова е възможно - за разлика от една-единствена звезда в нашата Слънчева система - има две, почти равни масови звезди, които обикалят около орбита в много близка орбита и въпреки че нещо е с големина някъде между орбитата на Меркурий и орбитата на Венера; нещо с този размер. Това може да бъде някакво изкълчване на нещата, тъй като всяка звезда има собствена гравитация и докато се движат наоколо, те могат да избиват диска и да разбъркват частиците. Това, което според нас се случва да направим планети, е, че прахът, малките зайчета, вид се залепват електростатично в малки малки бучки и след това става все по-голям и по-голям. И прави скали, а след това прави неща, които са по-скоро като астероиди и накрая планети. А планетата, формираща етап, е това, което наистина изчиства целия този прах. И така този процес се смята за много деликатен и нещата се уреждат в течение на хиляди до милиони години. Възможно е, ако го разбърквате малко, като държите частицата суспендирана, те наистина не се слепват толкова добре и не преминават през останалия процес на планетарно формиране, както повечето други звезди.
Фрейзър: Колко често би било нещо подобно? Тъй като това е най-старото, което е намерено, мислите ли, че има и други наблизо, или това е просто тотална вълна?
Хартман: Трудно е да си представим, че има само едно от тези неща в галактиката, да не говорим за цялата Вселена. Но това, доколкото можем да кажем, трябва да е много рядко срещано явление. Можем да видим големи струпвания от звезди на 30 милиона години, на 50 милиона години, на 100 милиона години и те не са открили нещо подобно в няколко стотици или дори хиляди звезди общо. Вероятно е 1 на 1000, може би или нещо подобно. Това е нещо, което предполагам, но е трудно да се знае. Не сме разгледали достатъчно внимателно тези неща. Не успяхме до съвсем скоро. Космическият телескоп Spitzer има точно толкова по-голяма чувствителност от всичко друго, което успяхме да направим преди. Просто са направени фактори стотици хиляди пъти способността ни да откриваме слаби източници като това. Просто правим първите бебешки стъпки, за да проучим какво има там и в собствения ни квартал. С телескопа Spitzer те започват да разглеждат някои от тези други клъстери, потвърждават, че два пъти възрастта на тази система, по-малко от 1 на 1000, е такава. Това е наистина доста уникална система. Сигурно сме го хванали при някакви специални обстоятелства.
Фрейзър: Мислите ли, че това може да продължи още милиони и милиони години. Това все още ли е ранна възраст за това?
Хартман: Това е нещо, което не разбираме много добре. И една от причините да изучаваме тези видове системи е, че наистина имаме нужда от много помощ в разбирането на физиката на това. Физиката на това как планетите се образуват от основно зайчета, за да започнете. Това е просто толкова сложен процес и има всякакви неща, които не разбираме съвсем ясно, че наистина трябва да имаме повече проучвания на тези неща. Всъщност не знам какво ще се случи с тази система. Моето собствено мнение е, че вероятно няма да продължи и да се коагулира в планети, ако вече не го е направил. Теорията предполага, че има някакъв праг, който трябва да спазвате. Трябва да имате достатъчно неща, за да го направите, за да можете да преодолеете гърбицата от по-големи тела, които след това да пометете по-малкия прах и да изчистите диска. Ако никога не стигнете този праг, никога няма да направите планети. Предполагам, че може просто да проникне, а някои от праховите зърна или ще се издуха, или ще се навият бавно в звездата и това е краят на нея, но всъщност не разбираме.
Фрейзър: Виждали ли са дискове, формиращи планета, около бинарните системи преди?
Хартман: Да, ако мога просто да се класирам, че приемаме, че тези дискове правят планети. Всъщност не сме имали пълния пистолет за пушене, за да кажем, че тези прашни дискове всъщност правят планети. Мисля, че това е много голяма вероятност, защото виждаме целия този разпределен прах около много млади звезди и тогава всичко е изчезнало. Знаем, че трябва да коагулираме целия прах и да си набавим дребните неща и да ги поставяме в големи неща, за да направим планети. Това е предположението, което правим, но просто исках да кажа, че всъщност не сме свързали точките по този въпрос.
Фрейзър: Да, така ли са виждани дискове около бинарните системи като тази?
Хартман: Да, имат. Този проблем е, че по принцип не можете да имате диска в орбита със същия размер като двоичната орбита. Другата звезда просто ще погълне целия прах, или ще я изпари, или ще я издуе. От друга страна, ако имате много широк двоичен код, ако имате нещо, където другата звезда е много далеч, можете да имате диск добре в този двоичен файл и не знае, че около него орбитира друга звезда. Ние орбитираме около Слънцето, а Юпитер е там в няколко астрономически единици и това прави само малки смущения на орбитата на Земята. По подобен начин бихте могли да имате система, в която двете звезди са сравнително близо една до друга, а дискът е извън външната зона. И така, на този диск почти изглежда, че има една звезда. Не е точно така, защото двете звезди обикалят около себе си, така че гравитацията малко го извива. Но не е толкова далеч от това да имаш само един обект. И така, докато дискът е или много по-голям от двоичния, или по-малък от двоичния, вие сте добре. Ако обаче дискът е много по-голям от бинарния, той може да бъде толкова слаб и толкова разпръснат, че всъщност никога не се коагулира ефективно в планетите. Това е нещо, което бихме могли да прогнозираме, но това не е нещо, което все още можем да демонстрираме наблюдателно.
Фрейзър: Имате ли някакви последствия относно наблюденията, планирани за това?
Хартман: Това, което мисля, че бихме искали да опитаме и да направим, е да получим по-дълги наблюдения с дължина на вълната, за да видим къде завършва дискът, защото в този набор от наблюдения по принцип казваме, че има диск, но не знаем как голям е. Въпросът е, има ли нещо извън тази система, което да смущава и диска. Може дори да е тройна система за всички, които знаем, с много по-широк спътник, който е с ниска маса и не сме виждали. И това наистина би могло да го изкриви и да попречи на диска да остави планетите да се коагулират, поне. И тогава другото, което се опитваме да направим, е, че се опитваме да идентифицираме други системи като тази, които също са на 20 милиона години, на 30 милиона години. Ако можем да намерим още нещо от тези неща, само за да видим колко често са те и дали всички те са двоични файлове или какво е специалното за тях, което им позволява да издържат толкова дълго. По принцип това, което се опитваме да направим, е да видим процеса как един диск се превръща в планети, но разбира се отнема милиони години, така че не можете да го следвате - поне аз не мога да го последвам. Това е като да направите снимка на население. Имате стари хора, млади хора и бебета и т.н. И вие се опитвате да заключите как върви еволюцията от слагането на различните парчета. И тогава някои хора са по-големи или по-добре подхранвани и имат различна култура или каквото и да е, и вие се опитвате да видите какви различни ефекти имат върху населението от тази снимка. Опитайте да намерите други подобни системи е начин да направите експеримента, за да видите какво ще се случи, ако имате много по-широк двоичен файл или какво ще стане, ако е различна звезда на маса в средата. Наистина не можем да направим експеримента, но ако намерим достатъчно различни видове обекти като този, природата е направила експеримента на различни места и просто трябва да излезем и да го разгледаме.
Това откритие първоначално беше обявено в сп. „Спейс“ на 19 юли 2005 г.
