Formacja planety wokół gwiazd o niskiej masie może cierpieć na zespół Piotra Pana. Podczas gdy poprzednie obserwacje i modele sugerują, że dysk planetarnych bloków składowych powinien być „w pełni dorosły” – po spaleniu przez światowy materiał – w ciągu około 10 milionów lat, nowe dziecko na bloku udowadnia, że się mylą, waży się o godz. około 30 milionów lat.
Korzystanie z macierzy Atacama Large MINIMETER/SMBILLIMETR (Alma) Astronomowie zbadali jeden z wcześniej zidentyfikowanych dysków Piotra Pan wokół gwiazdy o niskiej masie. Ale zamiast widzieć dysk, który przeszedł z tworzenia się planety, znaleźli dysk bogaty w węglowodory, z sygnaturami chemicznymi, których nigdy wcześniej nie widziano na tak datowanym dysku. Ten dłuższy okres życia może mieć ważne implikacje dla tworzenia planety, przynajmniej wokół gwiazd o niskiej masie.
„Długotrwały dysk może zapewnić więcej czasu na gromadzenie się masywnych rdzeni”, Feng Long, badacz z Lunar and Planetary Lab oraz pierwszy autor w The New Paper, opublikowanym w nowym artykule, opublikowanym Listy astrofizyczne dziennikapowiedział Space.com przez e -mail. „W ten sposób gigantyczne planety mogą być w stanie utworzyć przed rozproszeniem dysku”.
Nie dorastam!
Po powstaniu gwiazdy resztki pyłu i gazu łączą się, aby stworzyć bogaty w materiał zbiornik znany jako A Dysk protoplanetarny. Zderzenia materiału, zarówno napędzane, jak i stabilizowane przez gaz, wywołują proces tworzenia planety. Obserwacje dysków w ciągu ostatnich dwóch dekad ujawniły, że większość z nich zabrakło gazu w ciągu pierwszych 10 milionów lat, pozostawiając kawałki skały i lodu, aby zakończyć budowę światów.
W 2020 r. Naukowcy współpracujący z projektem detektywu detektywu detektywu zidentyfikowali cztery gwiazdy o niskiej masie jako hosting, o czym nazywają się ‘Peter Pan Disk‘.
„Opisaliśmy je jako„ nigdy nie dorastanie ”, ponieważ utrzymywali swój pierwotny dysk długo po oczekiwanym okresie czasowym, aby rozproszyły się dyski pierwotne”, powiedział Steven Silverberg, obecny kierownik projektu detektywów z dysku, Space.com za pomocą e -maila. Silverburg, który nie jest częścią nowych badań, studiuje młode gwiazdy o niskiej masie i dyski protoplanetarne.
Według Silverburga i jego współpracowników dyski Peter Pan mają cztery podstawowe cechy: wirują wokół gwiazdy o niskiej masie, mają wiek nie mniej niż 20 milionów lat, świecą jasno w podczerwieni, a ich podpis pokazuje oznaki ciepłego gazu. Obecnie istnieje tylko dziewięć dysków, które pasują do tej kwalifikacji.
Ale wcześniejsze obserwacje wykazały tylko, że istniał dysk ze śladami gazu. Konieczne były dalsze obserwacje w celu ustalenia, czy mogą pochwalić się zbiornikami zimnego materiału i oszacować ich Zawartość pyłu i gazu.
Long i jej koledzy zwrócili się do teleskopu kosmicznego Jamesa Webba NASA (JWST) w kierunku jednego z tych dysków wokół gwiazdy J044634.16–262756.1b, zwanej J0446B. JWST był w stanie zajrzeć do zakurzonego materiału i zidentyfikować bogactwo cząsteczek, które nigdy wcześniej nie wydają na tak stary dysku. Według Long, lepsza wrażliwość JWST pozwala wybrać cząsteczki, które mogą być zbyt słabe, aby można je było zauważyć przez starsze instrumenty, takie jak teleskop Spitzer NASA.
Składniki wzbudzone na dysku J0446B dużo mówią astronomom o tym, co dzieje się na dysku. Obecność linii atomowych argonowych i neonów sugeruje, że miękkie promienie rentgenowskie i ekstremalne promienie ultrafioletowe mogą być odpowiedzialne za jonizowanie dysku. To może pomóc wyjaśnić, dlaczego dysk trwał tak długo. Energia gwiezdna uderzająca w dysk może jonizować gaz, wydmuchając gaz. Promieniowanie gwiezdne a jonizacja również wpływa również na temperaturę dysku, wpływając na sposób poruszania się kurzu i gazu. Razem może to wpłynąć na chemię dysku, napędzając tworzenie się bardziej złożonych cząsteczek.
Jak naukowcy określają wiek dysku? Wszystko zależy od gwiazdy.
„Wiadomo, że pomiar wiek gwiezdnego jest trudny” – powiedział Long. Na szczęście większość gwiazd nie tworzy się samodzielnie, ale pozostaje w grupie. „Chociaż absolutny wiek gwiazdowy jest niepewny, względna różnica wieku może być solidna”.
Astronomowie badają grupę gwiazd wokół jednostki. Klastry gwiazd poruszają się przez galaktykę razem jak paczka chuliganów i mogą być datowane jako grupa. To sugeruje, że powstały mniej więcej w tym samym czasie.
Ponieważ instrumenty stają się bardziej precyzyjne, astronomowie są w stanie lepiej ograniczać te wieki. Misja GAIA Europejskiej Agencji Kosmicznej zapewniła precyzyjne pomiary dla ponad miliarda gwiazd w stosunku do Niedawno ukończona 12-letnia misja To pozwoliły badaczom na dalsze udoskonalenie tych wieków, ustanawiając J0446B i jego dysk w wieku około 33 milionów lat.
Aby zbudować planetę
W pewnym momencie życia dysku protoplanetarnego skała, lód i gaz zaczynają łączyć się w rdzenia planetarne. Długie dyski mogą odgrywać ważną rolę w ich tworzeniu i zachowaniu. Uważa się, że gigantyczne planety powstają w ciągu pierwszych kilku milionów lat, ponieważ wymagają dużej ilości gazu. Rocky Planets Long powiedział, że może potrwać tak długo, jak dziesiątki miliona lat po tym, jak gazo się zbliża.
Ale jeśli gaz pozostanie w dłuższych skalach czasowych, może to pozwolić na budowę gigantycznych planet. A obecność gazu może pomóc im dłużej trzymać się, tłumiąc huśtawki dzikiej orbity, które w innym przypadku mogłyby doprowadzić do wyrzuconych światów.
Silverberg jest ostrożny, wskazując, że gwiazdy o niskiej masie zaczynają się od mniejszej ilości gazu niż ich więksi gwiezdani kuzyni. Nawet jeśli gaz będzie dłużej, może nie wystarczyć, aby zbudować masywne giganty. To pasuje do obserwacji, w których gwiazdy o niskiej masie mają niewiele lub żaden gigantów.
Makijaż dysku wpływa również na to, jakie rodzaje planet mogłyby się utworzyć. Węglowodory były szczególnie grube w J0446B. Long uważa, że dyski bogate w węgiel mogą być sygnaturą długowiecznych dysków wokół gwiazd o niskiej masie. Podwyższone poziomy węgla mogą pozostać w celu wpływania na atmosferę planetarną. Rocky Worlds krążących krążącymi na tych mniejszych gwiazdach może mieć bogatą atmosferę węgla, a nawet hazes, jak Księżyc Saturna Tytan. Titan jest uważany za jednego z najlepszych kandydatów na życie Układ słoneczny.
„Wysoki stosunek węgla do tlenku może pomóc w budowaniu atmosfery bogatej w metan i prowadzić do tworzenia się zamglenia”-powiedział Long.
Kosmiczne rzadkości
Jak powszechne są te dyski Peter Pan? Niezbyt. Do tej pory wykryto tylko dziewięć, żadne nie zbadano tak głęboko jak J0446B. Podczas gdy większość mieszka w gwiezdnych klastrach, które umożliwiają łatwe randki, poprawa precyzji Gaia powoduje dostosowanie do wieku niektórych gwiazd.
Pytanie, dlaczego te gwiazdy, w szczególności, mają tak długowieczne dyski, pozostaje nieznane. Gwiazdy o niskiej masie mają niższe promieniowanie, co może pozwolić na ich dyski więcej czasu na przetrwanie. Ale najwyraźniej nie wszystkie gwiazdy o niskiej masie tworzą dyski Piotra Pan.
Niedobór może być powiązany z tym, co instrumenty mogą dziś znaleźć. „Wydaje się prawdopodobne, że brak wykrywania tego rodzaju dysków wynika z granic obserwacji, a nie z faktycznego braku takich systemów” – napisał Silverstone w swoim artykule z 2020 roku.
Alternatywnie może to być coś specyficznego dla samych dysków.
„W przypadku tych specyficznych długotrwałych dysków ich dysk może również w jakiś sposób ewoluować wolniej niż ich odpowiedniki bez dysku wokół podobnych gwiazd”-powiedział Long.
