science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Een steen van Rosetta voor planeetvorming

Deze afbeelding toont de schijf rond de jonge ster AB Aurigae in gepolariseerd nabij-infrarood licht zoals gezien met het SPHERE-instrument van de European Very Large Telescope. Metingen van de moleculaire componenten van de schijf bij millimetergolflengten onthullen verschillende onverwachte eigenschappen, waaronder een warmere temperatuur, meer stof, en een tekort aan zwavel. Krediet:ESO/Boccaletti et al.

Planeten worden gevormd uit de schijf van gas en stof rond een ster, maar de mechanismen om dit te doen zijn niet goed begrepen. Gas is de belangrijkste drijfveer in de dynamische evolutie van planeten, bijvoorbeeld, omdat het de dominante component van de schijf is (in massa). De tijdschaal waarover het gas verdwijnt bepaalt de tijdschaal voor planeetvorming, maar de distributie ervan in schijven begint net zorgvuldig te worden gemeten. evenzo, de chemische samenstelling van het gas bepaalt de samenstelling van de toekomstige planeten en hun atmosferen, maar zelfs na decennia van studie van protoplanetaire schijven, hun chemische samenstellingen zijn slecht beperkt; zelfs de gas-stofverhoudingen zijn grotendeels onbekend.

De gedetailleerde karakteriseringen van individuele bronnen geven inzicht in de fysische en chemische aard van protoplanetaire schijven. De ster AB Aurigae is een uitgebreid bestudeerd systeem met een jonge overgangsschijf, een schijf met openingen die doen vermoeden dat ze zijn verdwenen door nieuw gevormde planeten. Op 536 lichtjaar (plus-of-min 1%) van de zon, het is dichtbij genoeg om een ​​uitstekende kandidaat te zijn om de ruimtelijke verdeling van gas en stof in detail te bestuderen. CfA-astronoom Romane Le Gal was lid van een team dat de NOrthern Extended Millimeter Array (NOEMA) gebruikte om de AB Aur-gasschijf met hoge ruimtelijke resolutie te observeren in de emissielijnen van CO, H2CO, HCN, en dus; gecombineerd met archiefresultaten, hun dataset bevat in totaal zeventien verschillende spectrale kenmerken. De wetenschappers, voor het eerst in een transitieschijf, de gasdichtheid en de gas-stofverhouding in kaart gebracht, vinden dat het minder was dan verwacht - de helft van de interstellaire gemiddelde waarde of zelfs op sommige plaatsen wel vier keer kleiner.

Er werden verschillende moleculen gezien die verschillende regio's van de schijf volgden, bijvoorbeeld de envelop of het oppervlak. Het team heeft de gemiddelde schijftemperatuur gemeten op ongeveer 39K, warmer dan geschat op andere schijven. niet in de laatste plaats, hun chemische analyse bepaalde de relatieve abundanties van de chemicaliën en vond (afhankelijk van enkele aannames) dat zwavel sterk uitgeput is in vergelijking met de waarde van het zonnestelsel. De primaire conclusie van het nieuwe artikel, dat de planeetvormende schijf rond deze massieve jonge ster significant afwijkt van de verwachtingen, benadrukt het belang van zulke gedetailleerde waarnemingen van schijven rond massieve sterren.