שלוש טבעות ברזל בדיסק יוצרת כוכב לכת

פרסומת
MAGNEZIX מגנזיקס


מקורם של כדור הארץ ומערכת השמש נותן השראה למדענים ולציבור כאחד. על ידי חקר המצב הנוכחי של כוכב הלכת הביתי שלנו ושל עצמים אחרים במערכת השמש, חוקרים פיתחו תמונה מפורטת של התנאים שבהם הם התפתחו מדיסק עשוי אבק וגז המקיף את שמש התינוק לפני כ-4.5 מיליארד שנים.

פרסומת

שלוש טבעות מרמזות על שני כוכבי לכת

עם ההתקדמות עוצרת הנשימה שנעשתה בחקר היווצרות כוכבים וכוכבי לכת המכוונים לעצמים שמימיים רחוקים, אנו יכולים כעת לחקור את התנאים בסביבות סביב כוכבים צעירים ולהשוות אותם לאלה שנגזרו ממערכת השמש המוקדמת. באמצעות אינטרפרומטר Very Large Telescope Interferometer (VLTI) של מצפה הכוכבים הדרומי האירופי (ESO), צוות בינלאומי של חוקרים בראשות József Varga ממצפה הכוכבים Konkoly בבודפשט, הונגריה, עשה בדיוק את זה. הם צפו בדיסק יוצרת כוכבי לכת של הכוכב הצעיר HD 144432, במרחק של כ-500 שנות אור משם.

"כשבדקנו את התפלגות האבק באזור הפנימי ביותר של הדיסק, זיהינו לראשונה מבנה מורכב שבו אבק נערם בשלוש טבעות קונצנטריות בסביבה כזו", אומר רוי ואן בוקל. הוא מדען במכון מקס פלנק לאסטרונומיה (MPIA) בהיידלברג, גרמניה ומחבר שותף של מאמר המחקר הבסיסי שיופיע בכתב העת Astronomy & Astrophysics. "האזור הזה מתאים לאזור שבו נוצרו כוכבי הלכת הסלעיים במערכת השמש", מוסיף ואן בוקל. בהשוואה למערכת השמש, הטבעת הראשונה סביב HD 144432 נמצאת במסלולו של מרקורי, והשנייה קרובה למסלולו של מאדים. יתרה מכך, הטבעת השלישית מתאימה בערך למסלולו של צדק.

עד כה, אסטרונומים מצאו תצורות כאלה בעיקר בקנה מידה גדול יותר המקביל למחוזות שמעבר למקום שבו שבתאי מקיף את השמש. מערכות טבעות בדיסקות סביב כוכבים צעירים מצביעות בדרך כלל על כוכבי לכת שנוצרים בתוך הפערים כשהם צוברים אבק וגז בדרכם. עם זאת, HD 144432 היא הדוגמה הראשונה למערכת טבעות כה מורכבת כל כך קרובה לכוכב המארח שלה. הוא מתרחש באזור עשיר באבק, אבן הבניין של כוכבי לכת סלעיים כמו כדור הארץ. בהנחה שהטבעות מצביעות על נוכחותם של שני כוכבי לכת שנוצרים בתוך הפערים, האסטרונומים העריכו את המסות שלהם דומות בערך לזה של צדק.

התנאים עשויים להיות דומים למערכת השמש המוקדמת

האסטרונומים קבעו את הרכב האבק על פני הדיסק עד להפרדה מהכוכב המרכזי התואמת את המרחק של צדק מהשמש. מה שהם מצאו מוכר מאוד למדענים החוקרים את כדור הארץ וכוכבי הלכת הסלעיים במערכת השמש: סיליקטים שונים (תרכובות מתכת-צורן-חמצן) ומינרלים אחרים הנמצאים בקרום ובמעטפת של כדור הארץ, ואולי ברזל מתכתי כפי שקיים במרקורי ובכדור הארץ. ליבות. אם יאושר, המחקר הזה יהיה הראשון שגילה ברזל בדיסק יוצרת כוכב לכת.

"אסטרונומים הסבירו עד כה את התצפיות של דיסקים מאובקים עם תערובת של אבק פחמן וסיליקט, חומרים שאנו רואים כמעט בכל מקום ביקום", מסביר ואן בוקל. עם זאת, מנקודת מבט כימית תערובת ברזל וסיליקט סבירה יותר עבור אזורי הדיסק החמים והפנימיים. ואכן, המודל הכימי ש-Varga, המחבר הראשי של מאמר המחקר הבסיסי, יישם על הנתונים, מניב תוצאות מתאימות יותר כאשר מכניסים ברזל במקום פחמן.

יתר על כן, האבק שנצפה בדיסק HD 144432 יכול להיות חם כמו 1800 קלווין (כ-1500 מעלות צלזיוס) בקצה הפנימי ומתון עד 300 קלווין (כ-25 מעלות צלזיוס) רחוק יותר. מינרלים וברזל נמסים ומתעבים מחדש, לעתים קרובות כגבישים, באזורים החמים ליד הכוכב. בתורו, גרגרי פחמן לא ישרדו את החום ובמקום זאת יהיו נוכחים כפחמן חד חמצני או גז פחמן דו חמצני. עם זאת, פחמן עדיין עשוי להיות מרכיב משמעותי של החלקיקים המוצקים בדיסק החיצוני הקרה, שהתצפיות שבוצעו עבור מחקר זה אינן יכולות לאתר.

אבק עשיר בברזל ודל בפחמן יתאים היטב גם לתנאים במערכת השמש. כספית וכדור הארץ הם כוכבי לכת עשירים בברזל, בעוד שכדור הארץ מכיל מעט יחסית פחמן. "אנו חושבים שהדיסק HD 144432 עשוי להיות דומה מאוד למערכת השמש המוקדמת שסיפקה הרבה ברזל לכוכבי הלכת הסלעיים שאנו מכירים כיום", אומר ואן בוקל. "המחקר שלנו עשוי להוות דוגמה נוספת שמראה שהרכב מערכת השמש שלנו עשוי להיות די אופייני."

אינטרפרומטריה פותרת פרטים זעירים

שליפת התוצאות הייתה אפשרית רק עם תצפיות ברזולוציה גבוהה במיוחד, כפי שסופק על ידי ה-VLTI. על ידי שילוב ארבעת הטלסקופים של VLT 8.2 מטר במצפה הכוכבים Paranal של ESO, הם יכולים לפתור פרטים כאילו אסטרונומים ישתמשו בטלסקופ עם מראה ראשונית בקוטר של 200 מטר. ורגה, ואן בוקל ושותפי הפעולה שלהם השיגו נתונים באמצעות שלושה מכשירים כדי להשיג כיסוי באורך גל רחב שנע בין 1.6 ל-13 מיקרומטר, המייצג אור אינפרא אדום.

MPIA סיפקה אלמנטים טכנולוגיים חיוניים לשני מכשירים, GRAVITY ו-Multi AperTure אמצע אינפרא אדום SpectroScopic Experiment (MATISSE). אחת המטרות העיקריות של MATISSE היא לחקור את אזורי יצירת הפלנטות הסלעיות של דיסקים סביב כוכבים צעירים. "על ידי התבוננות באזורים הפנימיים של דיסקים פרוטו-פלנטריים סביב כוכבים, אנו שואפים לחקור את מקורם של המינרלים השונים הכלולים בדיסק – מינרלים שיצרו מאוחר יותר את המרכיבים המוצקים של כוכבי לכת כמו כדור הארץ", אומר תומס הנינג, מנהל MPIA ו-CO-PI של מכשיר MATISSE.

עם זאת, הפקת תמונות עם אינטרפרומטר כמו אלו שאנו רגילים לקבל מטלסקופים בודדים אינה פשוטה וגוזלת זמן רב. שימוש יעיל יותר בזמן התבוננות יקר כדי לפענח את מבנה האובייקט הוא להשוות את הנתונים הדלים למודלים של תצורות יעד פוטנציאליות. במקרה של הדיסק HD 144432, מבנה בעל שלוש טבעות מייצג את הנתונים בצורה הטובה ביותר.

עד כמה נפוצים דיסקים מובנים ועשירים בברזל היוצרים כוכבי לכת?

מלבד מערכת השמש, נראה כי HD 144432 מספק דוגמה נוספת לכוכבי לכת שנוצרים בסביבה עשירה בברזל. עם זאת, האסטרונומים לא יעצרו שם. "עדיין יש לנו כמה מועמדים מבטיחים שמחכים ל-VLTI כדי לבחון מקרוב", מציין ואן בוקל. בתצפיות קודמות, הצוות גילה מספר דיסקים סביב כוכבים צעירים המצביעים על תצורות שכדאי לבקר בהן מחדש. עם זאת, הם יחשפו את המבנה והכימיה המפורטים שלהם באמצעות מכשור VLTI העדכני ביותר. בסופו של דבר, ייתכן שהאסטרונומים יוכלו להבהיר אם כוכבי לכת נוצרים בדרך כלל בדיסקות מאובקות עשירות בברזל הקרובות לכוכבי האם שלהם.



קישור לכתבת המקור – 2024-01-08 19:58:15

Facebook
Twitter
LinkedIn
Telegram
WhatsApp
Email
פרסומת
MAGNEZIX מגנזיקס

עוד מתחומי האתר