Astronomowie odkryli układ słoneczny o niezwykle wysokiej zawartości węgla; może być na etapie formowania się skalistych planet. FUSE NASA (eksplorator spektroskopii dalekiego ultrafioletu) i Hubble zaobserwowali, że gaz wokół gwiazdy dość dobrze pasuje do składu naszego Układu Słonecznego. Intensywne promieniowanie gwiazd powinno odpychać ten gaz, ale zjonizowane atomy węgla działają jak hamulec, aby utrzymać go w atmosferze.
Astronomowie wykryli niezwykle duże ilości węgla, będące podstawą wszelkiego ziemskiego życia, w niemowlęcym układzie słonecznym wokół pobliskiej gwiazdy Beta Pictoris, oddalonej o 63 lata świetlne. „Przez lata patrzyliśmy na ten wczesny układ słoneczny jako taki, który może przechodzić te same procesy, co nasz własny układ słoneczny, gdy formowały się skaliste planety, w tym Ziemia,” skomentował główny autor Aki Roberge *, który rozpoczął badania podczas pobytu w Departamencie Magnetyki Ziemskiej Carnegie. „Ale dostaliśmy wielką niespodziankę - gazu węglowego jest znacznie więcej niż się spodziewaliśmy. Dzieje się coś zupełnie innego. ” Badania, opublikowane 8 czerwca 2006 r. W Nature, sugerują, że albo bogate w węgiel asteroidy lub komety, w przeciwieństwie do innych w naszym Układzie Słonecznym, odparowały, lub że ciała odgazowujące gatunki zawierające węgiel, takie jak metan, przyczyniają się do ciekawego nadmiaru węgla .
Zakurzone, gazowe dyski wokół gwiazd są miejscem narodzin układów planetarnych. Alycia Weinberger, badaczka Carnegie, współautorka badań, wyjaśnia: „Ponieważ nie możemy obserwować własnego układu słonecznego sprzed 4,5 miliarda lat temu, patrzymy na młode gwiazdy, aby dowiedzieć się o ewolucji dysków formujących planety. Ostatecznie chcemy zrozumieć środowiska i procesy wokół innych gwiazd, które prowadzą do powstania życia. ”
Nowe badania były możliwe dzięki projektowi FUSE - eksploratorowi spektroskopii dalekiego ultrafioletu NASA - oraz danych ze spektrografu obrazowania teleskopu kosmicznego Hubble'a. Beta Pictoris jest prawie dwa razy większa od masy Słońca i ma od 8 do 20 milionów lat. Poprzednie badania wykazały, że gaz wokół gwiazdy miał skład pierwiastków bardzo podobny do tego w naszym Układzie Słonecznym. Nowe pomiary oznaczają „najbardziej kompletny spis gazu w dowolnym dysku na odpady” i mogą radykalnie zmienić obraz.
„Astronomowie od pewnego czasu zastanawiają się nad istnieniem dysku gazowego” - skomentował Roberge. „Promieniowanie gwiazdy powinno zdmuchnąć gaz, więc nie powinniśmy w ogóle widzieć gazu krążącego wokół gwiazdy”. Przez długi czas uważano, że może ukryta była masa gazu, być może wodoru, który hamował odpływ, podobnie jak woda spowalnia pływaka. Teraz autorzy sądzą, że tajemniczym materiałem hamującym jest zjonizowany węgiel (atomy, które straciły elektron, dając im dodatni ładunek netto). Jony przyciągają się i odpychają ze względu na siłę elektrostatyczną. Węgiel nie jest wydmuchiwany z gwiazdy, więc zjonizowany węgiel jest bardzo dobry w spowalnianiu innych jonów gazowych.
Jednak dane nie odpowiadają, co na pierwszym miejscu stawia węgiel. Astronomowie porównali skład pierwiastkowy gazu z pyłem z Komety Halleya, bardzo starego rodzaju meteorytu, oraz z licznymi żywiołami naszego Słońca. „W ogóle się nie zgadzało” - zauważył Roberge.
Zaskakująco bogaty w gaz gaz kieruje się w dwóch możliwych kierunkach. Asteroidy i komety krążące wokół Beta Pictoris mogą zawierać duże ilości materiałów bogatych w węgiel, takich jak grafit i metan. Planety, które powstały z takich ciał, byłyby bardzo różne od tych w Układzie Słonecznym i mogłyby mieć atmosfery bogate w metan, takie jak Tytan, księżyc Saturna. Albo asteroidy i komety Beta Pictoris mogą być podobne do tych w naszym Układzie Słonecznym, gdy były młode. W tym czasie mogły zawierać znacznie więcej materiału organicznego niż wydaje się dzisiaj asteroidy i komety. Jeśli tak, więcej elementów budulcowych życia dostarczono na wczesną Ziemię, niż wcześniej sądzono.
Komentując, jak ustalić, skąd pochodzi węgiel, Weinberger zauważył: „Gdybyśmy mogli dowiedzieć się, jak bogaty w węgiel jest pył w pobliżu gwiazdy, co może być możliwe w przypadku przyszłych dużych teleskopów na podczerwień, moglibyśmy ustalić, czy pył jest prawdopodobny źródło węgla. ” Podczas rozpadu planety powstałyby wszystkie pierwiastki znajdujące się w meteorytach, więc pył odpowiadałby pyłu meteorytu. Zderzenia te prawie na pewno mają miejsce w części dysku Beta Pictoris w pobliżu gwiazdy. Lodowate ciała, dość daleko od gwiazdy, mogą tracić lotny metan, ale nie wodę. A to wzbogaciłoby dysk w węgiel i wodór.
Czy systemy takie jak Beta Pictoris są powszechne czy rzadkie? Informacje te pomogłyby naukowcom lepiej zrozumieć implikacje bieżącej pracy. Beta Pictoris jest zdecydowanie najlepiej przebadanym dyskiem tego rodzaju i jedynym, w którym zaobserwowano gaz z tak dużą dokładnością. Sytuacja ta najprawdopodobniej pozostanie w mocy do czasu pojawienia się przyszłego teleskopu ultrafioletowego lub dużych naziemnych teleskopów działających na falach radiowych, takich jak Atacama Large Millimeter Array, których zakończenie planowane jest na 2012 rok.
Oryginalne źródło: Carnegie News Release
