Kiedy The Undertones śpiewali o „Teenage Kicks”, równie dobrze mogli niechcący nawiązać do chaotycznych i gwałtownych „nastoletnich” okresów układów planetarnych, które kształtują się w wyniku zderzeń ciał o różnych rozmiarach, takich jak uderzenie w Ziemię masywnego ciała, które stworzyło Księżyc.
Teraz, korzystając z największego na świecie projektu radioteleskopu, Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) astronomowie wykonali zdjęcia przedstawiające chaotyczne „nastoletnie lata” planet formujących się wokół młodych gwiazd.
„Często oglądaliśmy „zdjęcia dziecka” formujących się planet, ale do tej pory „lata nastoletnie” były brakującym ogniwem” – współprzewodnicząca zespołu Meredith Hughes z Wesleyan University w Connecticut, – napisano w oświadczeniu. „Ten projekt daje nam nowe spojrzenie na interpretację kraterów na Księżycu, dynamikę Pasa Kuipera oraz rozwój dużych i małych planet. To jak dodanie brakujących stron do rodzinnego albumu Układu Słonecznego”.
Nastoletnie kopnięcia
Hughes i współpracownicy wykorzystali 66 radioteleskopów znajdujących się na pustyni Atacama w północnym Chile, tworzących ALMA, do obserwacji 24 dysków pyłowych śmieci wokół młodych gwiazd – pozostałości po powstaniu planet.
„Dyski śmieci reprezentują zdominowaną przez kolizje fazę procesu formowania się planet” – powiedział członek zespołu ARKS, Thomas Henning z Instytutu Astronomii Maxa Plancka (MPIA). „Dzięki ALMA jesteśmy w stanie scharakteryzować struktury dysków, wskazując na obecność planet. Równolegle, korzystając z bezpośredniego obrazowania i badań prędkości radialnych, szukamy młodych planet w tych układach”.
Dowody na ten okres w historii Układu Słonecznego można dostrzec w lodowym pierścieniu komet poza orbitą Neptun znany jako Pas Kuipera. Obiekty te powstały w wyniku potężnych zderzeń i migracji planet, które miały miejsce wokół Słońca miliardy lat temu, mniej więcej w tym samym czasie, gdy powstawał ziemski księżyc.
Zdjęcia planet niemowląt są dość łatwe do uzyskania, ponieważ bogate w gaz dyski, w których się one tworzą, dyski protoplanetarnesą jasne. Dyski szczątków takie jak 24 obserwowane przez ALMA są tysiące razy słabsze i dlatego przez wiele lat okazały się tak nieuchwytne.
ALMA zebrała emisję fal radiowych z cząstek pyłu i innych cząsteczek w tych dyskach, aby zbudować obraz ich złożonych struktur, odsłaniając liczne pierścienie, szerokie i gładkie zewnętrzne halo oraz nieoczekiwane łuki i grudki.
„Widzimy prawdziwą różnorodność – nie tylko proste pierścienie, ale pasy wielopierścieniowe, aureole i silne asymetrie, odsłaniając dynamiczny i pełen przemocy rozdział w historii planet” – powiedział Sebastián Marino, członek zespołu ARKS i badacz z Uniwersytetu w Exeter.
Kluczem do tego poziomu szczegółowości jest fakt, że dzięki 66 antenom ALMA i technika interferometrii radiowej zapewniają szerszy widok niż jakikolwiek pojedynczy teleskop. Potwierdziło to, że nastoletnia faza układów planetarnych to czas wielkich wstrząsów.
„Dyski te rejestrują okres, w którym orbity planet ulegały zakłóceniu, a ogromne uderzenia, takie jak to, które uformowało ziemski księżyc, kształtowały młode układy słoneczne” – dodał członek zespołu Luca Matrà z Trinity College w Dublinie w Irlandii.
Wyniki badań zespołu opublikowano we wtorek (20 stycznia) w czasopiśmie Astronomia i astrofizyka.
