Jak powstają planety, jest jednym z głównych pytań w astronomii. Jest to w najlepszym razie trudne zadanie, biorąc pod uwagę odległości obserwacyjne. „To obszerny temat z wieloma wyzwaniami” - powiedział David Wilner z Harvard-Smithsonian Center for Astronomy podczas swojego przemówienia na spotkaniu American Astronomical Society w tym tygodniu. „Jednak w ciągu ostatnich kilku dziesięcioleci z obserwacjami pobliskich układów gwiezdnych doszliśmy do podstawowego zarysu procesu powstawania układu słonecznego”.
Studiowanie dysków protoplanetarnych wymaga pokonania kilku przeszkód. Po pierwsze, większość masy dysku jest zimna i ciemna, ponieważ wodór molekularny nie promieniuje. Te obszary są badane tylko przez kilka mniejszych składników: emisję termiczną z pyłu i rozproszone światło z gwiazdy.
Po drugie, ilość „rzeczy”, na które patrzą astronomowie, jest w rzeczywistości dość niewielka. Zwykle ilość materiału protoplanetarnego wynosi około 1/100 masy gwiazdy i około 1/4000 stopnia na niebie.
Poprzez obserwacje wielu systemów z kilkoma teleskopami możemy zobaczyć te systemy dyskowe o różnych długościach fal, starając się zobaczyć zarówno gwiazdę, jak i komponenty dysku. Wilner powiedział, że istnieją dwie właściwości, które są szczególnie ważne, aby wiedzieć: ogólnie masy dysku, ponieważ jasność jest wprost proporcjonalna do masy, a druga to żywotność dysku. Według obecnej wiedzy dysk pyłowy rozprasza się o 50% w ciągu 3 milionów lat i 90% o 5 milionów lat.
Jako przykład Milner omówił mgławicę Rho Ophiuchi (zdjęcie powyżej), położoną w pobliżu gwiazdozbiorów Scorpius i Ophiuchus, około 407 lat świetlnych od Ziemi.
„Chmura Rho Oph jest spektakularna, z pięknymi ciemnymi regionami, które są kolumnami gazu i pyłu, gaszącymi pole gwiazd tła. To jest materiał, który tworzy gwiazdy i planety. ”
Wilner powiedział, że etapy formowania się Układu Słonecznego są następujące: najpierw formowanie się pierwotnego dysku proto-gwiazdy, następnie dysku protoplanetarnego, a następnie dysku gruzu w układzie planetarnym.
Ale główne problemy w naszym rozumieniu polegają na tym, że astronomowie jeszcze nie widzieli wszystkich kroków w tym procesie i nie mogą bezpośrednio udowodnić, że te wczesne dyski formują planety. Istnieje kilka wskazówek, takich jak luki w pyle wokół skupisk materiałów, podobne do luk w pierścieniach Saturna wokół księżyców.
Przez ostatnie 15 lat dyski protoplanetarne były badane różnymi interferometrami w Obserwatorium Keck na Mauna Kea przy różnych długościach fal od 0,87 mikrona do 7 mm. A w ciągu ostatnich pięciu lat Kosmiczny Teleskop Spitzer wypożyczył swoje możliwości podczerwieni, aby poszerzyć naszą wiedzę do naszego obecnego zrozumienia. Ale wkrótce nowy teleskop na wysokiej chilijskiej pustyni może zapewnić rozdzielczość potrzebną do rzutu oka nie tylko na luki na dyskach, ale także nowe okno na temat tego, w jaki sposób materiały wokół wschodzących planet mogą tworzyć księżyce. Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), będzie działał w zakresie długości fal od 0,3 do 9,6 milimetra.
Wilner oczywiście oczekuje na wykorzystanie możliwości obserwacyjnych tej tablicy. Planowane do ukończenia w 2012 roku, ALMA pomoże wypełnić „luki” naszej wiedzy na temat formowania planet.
Źródło: Prezentacja ze spotkania AAS, z wyjaśnieniem Chrisa Lintott
