Komunikat prasowy
ALMA odkryła fabrykę komet
Nowe obserwacje “pyłowej pułapki” wokół młodej gwiazdy rozwiązały długotrwałą zagadkę związaną z powstawaniem planet
6 czerwca 2013
Astronomowie korzystający z Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) uzyskali obraz obszaru wokół młodej gwiazdy, w którym cząstki pyłu mogą zwiększać swoje rozmiary poprzez gromadzenie się razem. Po raz pierwszy wyraźnie zaobserwowano tego typu pułapkę na pył oraz opracowano jej model. Rozwiązuje to długotrwałą zagadkę na temat tego w jaki sposób cząstki pyłu w dyskach zwiększają swoje rozmiary tak, aby mogły w końcu utworzyć komety, planety i inne skaliste ciała. Wyniki badań zostaną opublikowane 7 czerwca 2013 r. w czasopiśmie „Science”
Astronomowie wiedzą już, że planety wokół innych gwiazd są liczne. Ale nie do końca rozumieją w jaki sposób powstają – zagadką pozostaje wiele aspektów powstawania komet, planet i innych skalistych ciał. Nowe obserwacje wykorzystujące moc ALMA udzieliły odpowiedzi na jedno z najważniejszych pytań: w jaki sposób małe ziarna pyłu w dysku wokół gwiazdy staja się coraz większe, aby w końcu przybrać postać gruzu, a nawet głazów o rozmiarach przekraczających jeden metr.
Modele komputerowe sugerują, że ziarna pyłu rosną poprzez zderzenia i sklejanie ze sobą. Jednak gdy większe ziarna zderzają się ponownie z dużymi prędkościami, często są rozrywane na kawałki i wracają do punktu wyjścia. Nawet jeśli tak się nie stanie, to modele pokazują, że większe ziarna szybko przemieściłyby się do wewnątrz, z powodu tarcia pomiędzy pyłem i gazem, a potem spadły na gwiazdę, nie pozostawiając szans na dalszy wzrost w przyszłości.
Pył potrzebuje jakiegoś bezpiecznego sposobu na to, aby cząstki mogły kontynuować wzrost rozmiarów, dopóki nie będą na tyle duże, że same sobie poradzą [1]. Takie „pułapki na pył” były już proponowane, ale brakowało obserwacyjnych dowodów ich istnienia.
Nienke van der Marel, doktorant w Leiden Observatory w Holandii, główny autor publikacji, wspólnie ze współpracownikami użył sieci ALMA, aby zbadać dysk w systemie o nazwie Oph-IRS 48 [2]. Okazało się, że gwiazda jest otoczona przez pierścień gazu z centralną dziurą, która przypuszczalnie została wytworzona przez niewidoczną planetę lub gwiazdę. Wcześniejsze obserwacje za pomocą należącego do ESO Bardzo Dużego Teleskopu (VLT) pokazały, że małe cząstki pyłu także utworzyły podobną strukturę pierścienia. Nowy obraz z ALMA, na którym wykryto większe cząstki pyłu, o rozmiarach milimetrów, jest jednak bardzo różny!
„Na początku kształt pyłu na zdjęciu był dla nas kompletną niespodzianką” powiedział van der Marel. „Zamiast pierścienia, który spodziewaliśmy się zobaczyć, znaleźliśmy wyraźny kształt przypominający orzech nerkowca! Musieliśmy przekonać się, że struktura ta jest realna, ale silny sygnał i ostrość obserwacji ALMA nie pozostawiły wątpliwości co do tego. Dopiero wtedy zrozumieliśmy co odkryliśmy.”
Odkryty został obszar, w którym większe ziarna pyłu zostały schwytane w pułapkę i mogą dalej zwiększać swoje rozmiary poprzez zderzenia i sklejanie się. To właśnie jest pyłowa pułapka, której poszukiwali teoretycy.
Jak wyjaśnia van der Marel: „Wydaje się, że patrzymy na coś rodzaju fabryki komet, gdyż warunki są odpowiednie do tego, aby ziarna rosły z rozmiarów milimetrowych do wielkości komet. W tej odległości do gwiazdy pył raczej nie uformuje pełnowymiarowych planet. Ale w niedalekiej przyszłości ALMA będzie w stanie zaobserwować pułapki na pył położone bliżej gwiazd, w których działają takie same mechanizmy i które mogą być kołyskami dla nowonarodzonych planet.”
Pułapka na pył tworzy się gdy większe ziarna pyłu poruszają się w kierunku obszarów o wyższym ciśnieniu. Obliczenia numeryczne pokazują, że tego typu rejony wysokiego ciśnienia mogą powstawać w wyniki ruchów gazu na brzegach dziury - dokładnie tak jak pułapka znaleziona w opisywanym dysku.
„Połączenie modeli teoretycznych i wysokiej jakości obserwacji z ALMA uczyniło projekt unikalnym” mówi Cornelis Dullemond from the Institute for Theoretical Astrophysics in Heidelberg (Niemcy), który jest ekspertem od ewolucji pyłu i modelowania dysków, a także członkiem zespołu. „Mniej więcej w czasie gdy uzyskano obserwacje pracowaliśmy nad modelami przewidującymi dokładnie ten rodzaj struktur: bardzo szczęśliwy zbieg okoliczności.”
Obserwacje wykonane w okresie, gdy sieć ALMA nadal był w trakcie budowy. Użyto odbiorników ALMA w paśmie 9 [3] – urządzeń wykonanych w Europie, które umożliwiają teleskopowi uzyskiwanie najostrzejszych jak do tej pory obrazów.
„Obserwacje te pokazują, że sieć ALMA jest zdolna zmieniać naukę nawet za pomocą mniej niż połowy pełnej sieci anten” mówi Ewine van Dishoeck z Leiden Observatory, który wnosił wielki wkład w projekt ALMA przez ponad 20 lat. „Niesamowity skok zarówno w czułości, jak i ostrości obrazów w paśmie 9 daje nam szansę na badania podstawowych aspektów powstawania planet w sposób, który wcześniej był po prostu niemożliwy.”
Uwagi
[1] Przyczyna pyłowej pułapki, w tym przypadku wir w gazowym dysku, ma zwykle czas życia rzędu setek tysięcy lat. Nawet jeśli pułapka na pył przestanie działać, zakumulowany wcześniej pył potrzebuje milionów lat na rozproszenie się, zapewniając ziarnom wystarczającą ilość czasu na wzrost rozmiarów.
[2] Nazwa jest kombinacją nazwy konstelacji, w której widać obszar gwiazdotwórczy ze znalezionym systemem oraz typu źródła. Czyli Oph jest skrótem od gwiazdozbioru Wężownika (Ophiuchus), natomiast IRS oznacza źródło podczerwone. Odległość między Ziemią, a Oph-IRS 48 wynosi około 400 lat świetlnych.
[3] ALMA może obserwować w różnych pasmach. Pasmo 9, pokrywające fale o długości około 0,4-0,5 milimetra, jest trybem, w którym obecnie uzyskuje się najostrzejsze obrazy.
Więcej informacji
Międzynarodowy kompleks astronomiczny ALMA działa w ramach partnerstwa pomiędzy Europą, Ameryką Północną i Azją Wschodnią, we współpracy z Chile. ALMA jest finansowana w Europie przez Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO), w Ameryce Północnej przez U.S. National Science Foundation (NSF), we współpracy z National Research Council of Canada (NRC) oraz National Science Council of Tajwan (NSC), a w Azji Wschodniej przez National Institutes of Natural Sciences (NINS) of Japan, we współpracy z Academia Sinica (AS) na Tajwanie. Konstrukcja i użytkowanie ALMA w imieniu Europy jest kierowane przez ESO, w imieniu Ameryki Północnej przez National Radio Astronomy Observatory (NRAO), zarządzane przez Associated Universities, Inc. (AUI), a w imieniu Azji Wschodniej przez National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ). Joint ALMA Observatory (JAO) umożliwia wspólne kierowanie i zarządzanie konstrukcją, testowaniem i użytkowaniem ALMA.
Wyniki badań zaprezentowano w artykule “A major asymmetric dust trap in a transition disk“,van der Marel et al, który ukaże się 7 czerwca 2013 r. w czasopiśmie Science.
Skład zespołu badawczego: Nienke van der Marel (Leiden Observatory, Leiden, Holandia), Ewine F. van Dishoeck (Leiden Observatory; Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik Garching, Niemcy [MPE]), Simon Bruderer (MPE), Til Birnstiel (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, USA [CfA]), Paola Pinilla (Heidelberg University, Heidelberg, Niemcy), Cornelis P. Dullemond (Heidelberg University), Tim A. van Kempen (Leiden Observatory; Joint ALMA Offices, Santiago, Chile), Markus Schmalzl (Leiden Observatory), Joanna M. Brown (CfA), Gregory J. Herczeg (Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics, Peking University, Pekin, Chiny), Geoffrey S. Mathews (Leiden Observatory) oraz Vincent Geers (Dublin Institute for Advanced Studies, Dublin, Irlandia).
ESO jest wiodącą międzyrządową organizacją astronomiczną w Europie i najbardziej produktywnym obserwatorium astronomicznym na świecie. Jest wspierane przez 15 krajów: Austria, Belgia, Brazylia, Czechy, Dania, Finlandia, Francja, Hiszpania, Holandia, Niemcy, Portugalia, Szwajcaria, Szwecja, Wielka Brytania oraz Włochy. ESO prowadzi ambitne programy dotyczące projektowania, konstrukcji i użytkowania silnych naziemnych instrumentów obserwacyjnych, pozwalając astronomom na dokonywanie znaczących odkryć naukowych. ESO odgrywa wiodącą rolę w promowaniu i organizowaniu współpracy w badaniach astronomicznych. ESO zarządza trzema unikalnymi, światowej klasy obserwatoriami w Chile: La Silla, Paranal i Chajnantor. W Paranal ESO posiada Bardzo Duży Teleskop (Very Large Telescope), najbardziej zaawansowane na świecie astronomiczne obserwatorium w świetle widzialnym oraz dwa teleskopy do przeglądów. VISTA pracuje w podczerwieni i jest największym na świecie instrumentem do przeglądów nieba, natomiast VLT Survey Telescope to największy teleskop dedykowany przeglądom nieba wyłącznie w zakresie widzialnym. ESO jest europejskim partnerem dla rewolucyjnego teleskopu ALMA, największego istniejącego projektu astronomicznego. ESO planuje obecnie 39-metrowy Ogromnie Wielki Teleskop Europejski (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope - E-ELT), który stanie się “największym okiem świata na niebo”.
Linki
Kontakt
Nienke van der Marel
Leiden Observatory
Leiden, The Netherlands
Tel.: +31 71 527 8472
Tel. kom.: +31 62 268 4136
E-mail: nmarel@strw.leidenuniv.nl
Ewine van Dishoeck
Leiden Observatory
Leiden, The Netherlands
Tel.: +31 71 527 5814
E-mail: ewine@strw.leidenuniv.nl
Richard Hook
ESO, Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6655
Tel. kom.: +49 151 1537 3591
E-mail: rhook@eso.org
Krzysztof Czart (Kontakt dla mediów Polska)
Sieć Popularyzacji Nauki ESO
oraz Urania - Postępy Astronomii
Toruń, Polska
Tel.: +48 513 733 282
E-mail: eson-poland@eso.org
O komunikacie
Komunikat nr: | eso1325pl |
Nazwa: | Oph-IRS 48, Ophiuchus |
Typ: | Milky Way : Star : Circumstellar Material : Planetary System |
Facility: | Atacama Large Millimeter/submillimeter Array |
Science data: | 2013Sci...340.1199V |
Our use of Cookies
We use cookies that are essential for accessing our websites and using our services. We also use cookies to analyse, measure and improve our websites’ performance, to enable content sharing via social media and to display media content hosted on third-party platforms.
ESO Cookies Policy
The European Organisation for Astronomical Research in the Southern Hemisphere (ESO) is the pre-eminent intergovernmental science and technology organisation in astronomy. It carries out an ambitious programme focused on the design, construction and operation of powerful ground-based observing facilities for astronomy.
This Cookies Policy is intended to provide clarity by outlining the cookies used on the ESO public websites, their functions, the options you have for controlling them, and the ways you can contact us for additional details.
What are cookies?
Cookies are small pieces of data stored on your device by websites you visit. They serve various purposes, such as remembering login credentials and preferences and enhance your browsing experience.
Categories of cookies we use
Essential cookies (always active): These cookies are strictly necessary for the proper functioning of our website. Without these cookies, the website cannot operate correctly, and certain services, such as logging in or accessing secure areas, may not be available; because they are essential for the website’s operation, they cannot be disabled.
Functional Cookies: These cookies enhance your browsing experience by enabling additional features and personalization, such as remembering your preferences and settings. While not strictly necessary for the website to function, they improve usability and convenience; these cookies are only placed if you provide your consent.
Analytics cookies: These cookies collect information about how visitors interact with our website, such as which pages are visited most often and how users navigate the site. This data helps us improve website performance, optimize content, and enhance the user experience; these cookies are only placed if you provide your consent. We use the following analytics cookies.
Matomo Cookies:
This website uses Matomo (formerly Piwik), an open source software which enables the statistical analysis of website visits. Matomo uses cookies (text files) which are saved on your computer and which allow us to analyze how you use our website. The website user information generated by the cookies will only be saved on the servers of our IT Department. We use this information to analyze www.eso.org visits and to prepare reports on website activities. These data will not be disclosed to third parties.
On behalf of ESO, Matomo will use this information for the purpose of evaluating your use of the website, compiling reports on website activity and providing other services relating to website activity and internet usage.
Matomo cookies settings:
Additional Third-party cookies on ESO websites: some of our pages display content from external providers, e.g. YouTube.
Such third-party services are outside of ESO control and may, at any time, change their terms of service, use of cookies, etc.
YouTube: Some videos on the ESO website are embedded from ESO’s official YouTube channel. We have enabled YouTube’s privacy-enhanced mode, meaning that no cookies are set unless the user actively clicks on the video to play it. Additionally, in this mode, YouTube does not store any personally identifiable cookie data for embedded video playbacks. For more details, please refer to YouTube’s embedding videos information page.
Cookies can also be classified based on the following elements.
Regarding the domain, there are:
- First-party cookies, set by the website you are currently visiting. They are stored by the same domain that you are browsing and are used to enhance your experience on that site;
- Third-party cookies, set by a domain other than the one you are currently visiting.
As for their duration, cookies can be:
- Browser-session cookies, which are deleted when the user closes the browser;
- Stored cookies, which stay on the user's device for a predetermined period of time.
How to manage cookies
Cookie settings: You can modify your cookie choices for the ESO webpages at any time by clicking on the link Cookie settings at the bottom of any page.
In your browser: If you wish to delete cookies or instruct your browser to delete or block cookies by default, please visit the help pages of your browser:
Please be aware that if you delete or decline cookies, certain functionalities of our website may be not be available and your browsing experience may be affected.
You can set most browsers to prevent any cookies being placed on your device, but you may then have to manually adjust some preferences every time you visit a site/page. And some services and functionalities may not work properly at all (e.g. profile logging-in, shop check out).
Updates to the ESO Cookies Policy
The ESO Cookies Policy may be subject to future updates, which will be made available on this page.
Additional information
For any queries related to cookies, please contact: pdprATesoDOTorg.
As ESO public webpages are managed by our Department of Communication, your questions will be dealt with the support of the said Department.