Gwiazdy i planety powstają z ogromnych chmur pyłu i gazu. Ale gdy kieszeń się kurczy, obraca się szybko, a obszar zewnętrzny spłaszcza się w dysk.
W końcu środkowa kieszeń zapada się na tyle, że jej wysoka temperatura i gęstość pozwalają jej na zapłon syntezy jądrowej, podczas gdy w turbulentnym dysku mikroskopijne kawałki pyłu globulują razem, tworząc planety. Teorie przewidują, że typowe ziarno pyłu ma podobny rozmiar do drobnej sadzy lub piasku.
Jednak w ostatnich latach drobinki pyłu wielkości milimetra - od 100 do 1000 razy większe niż się spodziewają - zostały zauważone wokół kilku wybranych gwiazd i brązowych karłów, co sugeruje, że cząsteczki te mogą być liczniejsze niż wcześniej sądzono. Obserwacje mgławicy Oriona pokazują nowy obiekt, który może być pełen tych ziaren wielkości kamyka.
Zespół użył Teleskopu Zielonego Banku National Science Foundation do obserwacji północnej części Orion Molecular Cloud Complex, rejonu gwiazdotwórczego obejmującego setki lat świetlnych. Zawiera długie, bogate w kurz włókna, które są usiane wieloma gęstymi rdzeniami. Niektóre rdzenie dopiero zaczynają się łączyć, podczas gdy inne już zaczęły tworzyć protogwiazdy.
Na podstawie wcześniejszych obserwacji 30-metrowego radioteleskopu IRAM w Hiszpanii zespół spodziewał się znaleźć szczególną jasność emisji pyłu. Zamiast tego odkryli, że było znacznie jaśniej.
„Oznacza to, że materiał w tym regionie ma inne właściwości niż można oczekiwać w przypadku normalnego pyłu międzygwiezdnego” - powiedział Scott Schnee z National Radio Astronomy Observatory w komunikacie prasowym. „W szczególności, ponieważ cząsteczki są bardziej wydajne niż oczekiwano przy emitowaniu przy milimetrowych długościach fali, najprawdopodobniej ziarna będą mieć co najmniej milimetr, a być może tak duży, jak centymetr średnicy lub mniej więcej rozmiar małego budynku w stylu Lego blok."
Tak masywne ziarna pyłu są trudne do wyjaśnienia w każdym środowisku.
Oczekuje się, że wokół gwiazdy lub brązowego karła siły oporu powodują, że duże cząstki tracą energię kinetyczną i skręcają w kierunku gwiazdy. Proces ten powinien być stosunkowo szybki, ale ponieważ planety są dość powszechne, wielu astronomów wysunęło teorie wyjaśniające, w jaki sposób pył krąży wokół wystarczająco długo, aby uformować planety. Jedną z takich teorii jest tak zwana pułapka na kurz: mechanizm, który gromadzi duże ziarna, zapobiegając ich spirali do wewnątrz.
Ale te cząsteczki pyłu występują w raczej innym środowisku. Dlatego naukowcy proponują dwie nowe intrygujące teorie dotyczące ich pochodzenia.
Po pierwsze, włókna same w sobie pomogły urosnąć kurzowi do tak kolosalnych proporcji. Regiony te, w porównaniu z chmurami molekularnymi ogólnie, mają niższe temperatury, wysoką gęstość i niższe prędkości - z których wszystkie sprzyjają wzrostowi ziarna.
Po drugie, skaliste cząstki pierwotnie wyrosły w poprzedniej generacji rdzeni, a nawet dysków protoplanetarnych. Materiał następnie uciekł z powrotem do otaczającej chmury molekularnej.
Odkrycie to stanowi kolejne wyzwanie dla teorii, w jaki sposób tworzą się skaliste planety podobne do Ziemi, sugerując, że ziarna pyłu o wielkości milimetra mogą przyspieszyć formowanie się planet i spowodować, że planety skaliste będą znacznie powszechniejsze, niż wcześniej sądzono.
Artykuł został przyjęty do publikacji w miesięcznych zawiadomieniach Royal Astronomical Society.
