Kosmiczny Teleskop Spitzer po raz pierwszy wykrył małe kryształy podobne do kwarcu posypane młodymi układami planetarnymi. Co dzieje się na tych dyskach planetarnych, aby stworzyć tego rodzaju materiały? Odkrycia sugerują, że fale uderzeniowe z wirującego gazu i pyłu są odpowiedzialne za tworzenie planet w całym wszechświecie. „Spitzer dał nam lepsze pojęcie o tym, jak surowce planet są wytwarzane bardzo wcześnie”, powiedział William Forrest z University of Rochester, Nowy Jork. „Studiując te inne układy gwiezdne, możemy dowiedzieć się o początkach naszych własnych planety 4,6 miliarda lat temu. ” Jednak z tymi kryształami ważne jest pytanie, czy astronomowie mogą przepowiadać przyszłość? (Żartuję)
Planety rodzą się z wirujących, przypominających naleśniki dysków pyłu i gazu, które otaczają młode gwiazdy. Zaczynają jako zwykłe ziarenka pyłu pływające w krążku gazu i pyłu, po czym zbijają się razem, tworząc pełnoprawne planety. We wczesnych stadiach rozwoju planety ziarna pyłu krystalizują się i przylegają do siebie, podczas gdy sam dysk zaczyna się osadzać i spłaszczać. Dzieje się tak w pierwszych milionach lat życia gwiazdy.
Kiedy Forrest i jego koledzy użyli Spitzera do zbadania pięciu młodych dysków tworzących planety w odległości około 400 lat świetlnych, wykryli sygnaturę kryształów krzemionki. Krzemionka składa się tylko z krzemu i tlenu i jest głównym składnikiem szkła. Po stopieniu i krystalizacji może tworzyć duże sześciokątne kryształy kwarcu często sprzedawane jako mistyczne żetony. Po podgrzaniu do jeszcze wyższych temperatur może również tworzyć małe kryształy, takie jak te powszechnie spotykane wokół wulkanów.
Jest to ta wysokotemperaturowa forma kryształów krzemionki, szczególnie krystobalit i tridymit, które zespół Forresta po raz pierwszy znalazł w dyskach formujących planety wokół innych gwiazd. „Cristobalite i tridymite są zasadniczo wysokotemperaturowymi formami kwarcu”, powiedział Sargent. „Jeśli ogrzejesz kryształy kwarcu, otrzymasz te związki”.
W rzeczywistości kryształy wymagają do wytworzenia temperatur sięgających 1220 kelwinów (około 1740 stopni Fahrenheita). Ale młode dyski tworzące planety mają tylko około 100 do 1000 kelwinów (około minus 280 stopni Fahrenheita do 1340 Fahrenheita) - zbyt zimno, aby wytworzyć kryształy. Ponieważ kryształy wymagają nagrzania, a następnie szybkiego ochłodzenia, astronomowie przypuszczali, że przyczyną mogą być fale uderzeniowe.
Uważa się, że fale uderzeniowe lub naddźwiękowe fale powstają w dyskach tworzących planety, gdy zderzają się chmury gazu wirujące z dużą prędkością. Niektórzy teoretycy uważają, że fale uderzeniowe mogą również towarzyszyć formowaniu się gigantycznych planet.
Może więc astronomowie będą w stanie przewidzieć rodzaj planet w tym nowo powstającym układzie słonecznym!
Ustalenia są zgodne z lokalnymi dowodami z naszego własnego układu słonecznego. Uważa się, że sferyczne otoczaki, zwane chondrulami, znalezione w starożytnych meteorytach, które spadły na Ziemię, zostały skrystalizowane przez fale uderzeniowe w młodym dysku formującym planetę w naszym Układzie Słonecznym. Ponadto w misji NASA Stardust znaleziono minerały tridymitowe w komecie Wild 2.
Ben Sargent, absolwent Forrest i University of Rochester, kierował badaniami, które zostaną opublikowane w czasopiśmie Astrophysical Journal.
Źródło: Caltech
