Колко време отнема формирането на една планета?

К олко време отнема формирането на планетата - може би не толкова дълго, колкото си мислехме, сочат данни от ново изследване. 

Наблюденията с голямата милиметрова/субмилиметрова решетка Atacama (ALMA) показват, че формирането на планети около млади звезди може да започне много по-рано, отколкото смятаха учените. 

Тези нови резултати бяха представени на 243-та среща на Американското астрономическо общество. Ченг-Хан Хсие, доктор по философия, представи новите наблюдения. 

„Ранните наблюдения на ALMA на млади протопланетни дискове разкриха много красиви пръстени и празнини, възможни места за образуване на планети“, каза той.

„Чудех се кога тези пръстени и празнини започват да се появяват в дисковете“, посочва Хсие.  

Той има предвид добре познатите изображения на ALMA на протопланетни дискове. Тези изображения показват протопланетните дискове около млади звезди с празнини, които според учените са местата, където се формират планетите. 

Galactic guide as a result of the Disk Substructures at High Angular Resolution Project (DSHARP). Credit:
ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), S. Andrews et al.; NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello pic.twitter.com/PEfRJMTWK0

— Jürgen "jkr" Kraus (@jkr_on_the_web) June 1, 2023

Но това по-ранно изображение и други като него са изображения на дискове от клас 2. Новите изображения от ALMA са част от проучването CAMPOS, кръстено на молекулярните облаци, изследвани в проучването.  

Те показват дискове Клас 0 и Клас 1, които са по-млади. Класовете се отнасят до възрастта на звездите, които съдържат дисковете. Всъщност на тези млади възрасти те дори не се наричат звезди, посочват се, че са млади звездни обекти (YSO). Млади звездни обекти от клас 2 са протозвезди с видима фотосфера. Но новите изображения показват млади звездни обекти и дискове, които са от Клас 0 и Клас 1. Те все още са в етап на срутване и формиране. 

Младите звездни обекти от Клас 0 се формират за около 10 000 години, а обекти от Клас 1 за няколкостотин хиляди години. Така че намирането на пръстени и празнини в дисковете около тези изключително млади звездни обекти е най-малкото изненадващо развитие, съобщава Science Alert.  

Какъв е шансът черна дупка да "изяде" Вселената

Ако планетите се формират толкова рано в живота на слънчевата система, това поставя под въпрос цялото ни разбиране за това, как се формират планетите. 

Има две теории за това, как се формират планетите: акреция на ядрото и гравитационна нестабилност. При натрупване, скалисто ядро се образува от сблъскващи се планетезимали, а когато има достатъчна маса, то привлича газова обвивка. Учените смятат, че така се образуват големи газови гиганти като Юпитер. При гравитационна нестабилност протопланетарният диск става достатъчно масивен, за да е нестабилен и ще се образуват гравитационно свързани бучки. Бучките и фрагментите продължават да образуват планети.  

Astronomers, including researchers from MPIA and Konkoly Observatory, have found a planet-forming disk around a young star whose properties appear to be quite similar to the early solar system 1/3https://t.co/p2XHJaw3kL

— MPI für Astronomie (@mpi_astro) January 9, 2024

„Трудно е да се образуват гигантски планети в рамките на един милион години от модела на акреция (процесът на нарастване на масата на небесно тяло - бел.ред.) на ядрото“, каза Ченг-Хан Хсие. 

На пресконференция, където той представи работата си, Хсие беше попитан дали тези изображения улавят първите етапи от формирането на планетата. Възможно ли е процесът да започне още по-рано, а ние просто да не го видим?  

„Нашето проучване е ограничено от ъглова резолюция. Нашата ъглова разделителна способност е около 15 AU, така че можем да открием само субструктури като пръстени и празнини, по-големи от 8 AU“, обясни експертът.   

Ние сме тук, защото звездите са умирали: От какво е изградено човешкото тяло

„Не виждаме никакви подструктури в най-ранните системи и това може да се дължи на факта, че подструктурите са по-малки в началото“, посочва Хсие. 

Итън Сийгъл зададе на Хсие друг важен въпрос. „Има ли някакви доказателства за или против, че това, което виждаме, е планетообразуваща структура, а не преходна характеристика, издълбана в диска, която ще бъде измита по време на еволюцията на тази планетарна система, както показват някои симулации?“ 

Protoplanetary Disks (ALMA, VLT, Hubble)

Still-forming solar systems, known as planet-forming disks, come in a variety of shapes and sizes — and some show that bodies like forming planets may be clearing paths as they orbit the central stars.#Science #Space #NASA #astronomy pic.twitter.com/TPQtH2Rn4o

— The Cosmic Wanderer (@CosmicaPk) December 26, 2023

„За симулации, ако имате планети с размерите на Земята или Нептун вътре в протопланетарния диск, те ще започнат да натрупват вещества от околния газ и след това с течение на времето ще издълбаят празнини и пръстени“, казва Хсие. 

"От друга страна, различни нестабилности като смущения в плътността или температурата също могат да причинят субструктури. Много е трудно, от наблюдения, да се определи дали тези субструктури са причинени от планета или идват от нестабилности", подчертава експертът. 

“Много е важно да се определи кога се формират тези подструктури, защото въпреки че не знаем дали има планета вътре, това все още ни дава времева скала за формирането на планетата“, обяснява Хсие. 

Откриха най-близките до Земята черни дупки

Това е така, защото нито планетите, нито каквато и да е подструктура могат да се образуват, докато дискът не се уталожи и турбуленцията не намалее. Дори това да не са планети, тяхното присъствие показва, че протопланетарният диск се е успокоил достатъчно, за да започнат да се формират структури и планети.  

Ако те са планети, тогава изображенията показват, че те могат да започнат да се формират в рамките на около 300 000 години от живота на младия звезден обект, който е домакин на диска, посочва още изследователят. 

Колко бихме оцелели на всяка планета от Слънчевата система

7 снимки