Gwiazdowe dyski niekoniecznie związane z planetami

Astronomowie podejrzewają, że pewne struktury wskazywane często jako dowód na zachodzące obecnie procesy narodzin planet mogą też powstawać samoistnie.

Zaglądając do wnętrz galaktyk coraz częściej odkrywamy młode gwiazdy z pierścieniami - otaczającymi je, pełnymi pyłu dyskami. Najbardziej charakterystycznym tego przykładem może być mapa wykonana z pomocą sieci interferometrycznej ALMA, pokazująca gwiazdę HL Tau, która ma zaledwie około miliona lat. Otacza ją masymny dysk z kilkoma wyraźnymi przerwami. Wydawało się jak dotąd, że szczeliny te są wynikiem formowania się planet, które "wymiatają" z nich pył w miarę swego wzrastania. Co jednak, jeśli takie przerwy mogą tworzyć się same z siebie, bez pomocy planet!

Portal Sky&Telescope donosi o nowych symulacjach komputerowych wykonanych przez Alexandra Richerta (Penn State i NASA Goddard Space Flight Center), Wladimira Lyra (California State University Northridge, Caltech) i Marca Kuchnera (NASA Goddard). Sugerują one, że same interakcje pomiędzy światłem gwiazd, pyłem i gazem mogą prowadzić do powstawania charakterystycznych luk w pyłowych gwiazdowych dyskach. Planety nie są w takim modelu w ogóle potrzebne!

Zespół naukowców użył klastra superkomputerowego należącego do NASA. Dzięki temu możliwe było dość szybkie zasymulowanie procesów zachodzących wtedy, gdy światło ultrafioletowe młodej gwiazdy wchodzi w interakcję z otaczającym ją dyskiem. Fotony ultrafioletowe usuwają wówczas elektrony z obłoków pyłu, a te następnie ogrzewają otaczający je gaz. Cieplejszy gaz wywiera jednak na swe otoczenie wyższe ciśnienie - jeśli będzie on przy tym odpowiednio gęsty, a zmiana ciśnienia może wytworzyć "pułapkę ciśnieniową" w dysku. Pułapka ta pociągnie wówczas za sobą duże masy pyłu, generując ostatecznie zbudowane z niego pierścienie, spirale i łuki. Inymi słowy - pył rozgrzewa gaz, a gaz wypycha dalej pył.

Efekt ten, nazywany też niestabilnością fotoelektryczną, mógłby wyjaśnić nietypowe fakty obserwacyjne takie jak "ruchome plamki" w dysku gwiazdy AU Mic oraz pierścienie i łuki wokół gwiazdy HD 141569A.

Joan Najita z NOAO sugeruje z kolei, że w niektórych przypadkach za luki w dyskach może też odpowiadać... lód. Woda, dwutlenek węgla i inne lotne związki występują na ogół w formie gazowej bliżej powierzchni gwiazd, ale zamarzają w większej odległości. Każda taka substancja zamarza w innej odległości od gwiazdy - odległości te nazywa się liniami śniegu. Jeżeli więc wszystkie "wyrwy" w dysku przypadają na oczekiwane pozycje dla poszczególnych linii śniegu dla danego układu, za luki te może odpowiadać właśnie frakcja lodowa. W rzeczywistości pierścienie HL Tau odpowiadają lokalizacjom różnych linii śniegu w tym systemie gwiazdowym. Może to więc wyjaśniać, dlaczego astronomowie mieli dotychczas problem ze znalezieniem hipotetycznych, być może odpowiedzialnych za te przerwy planet.

Tak czy inaczej, wiele wskazuje na to, że przerwy w pyłowych dyskach gwiazd niekoniecznie związane są z planetami...


Czytaj więcej:


Źródło: Sky&Telescope

Zdjęcie: ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter) ujawnia kilka przerw w pyłowym dysku otaczającym gwiazdę HL Tau. Ich obecność zaskoczyła astronomów jeszcze w roku 2014 roku jako pośredni dowód na zachodzący tam proces formowania się planet. Możliwe jest jednak, że luki te mogą nie być związane z planetami.
Źródło: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO)