Podobne do ziaren żwiru cząstki mogły przyśpieszyć formowanie się planet

Obłok molekularny w Orionie widziany jako złożenie mapy radiowej z optyczną. Widoczny jest tutaj gwiazdotwórczy filament OMC-2/3. Dane z GBT przedstawione są kolorem pomarańczowym. Niezwykle duże ziarna pyłu mogły być odpowiedzialne za przyśpieszenie tempa procesów planetotwórczych. Źródło: S. Schnee, et al.; B. Saxton, B. Kent (NRAO/AUI/NSF)

Skaliste planety typu ziemskiego zazwyczaj zaczynają swoje życie jako zlepki mikroskopijnych ziaren pyłu – mniejszych od ziarnka piasku. Tyle w każdym razie mówią powszechnie uznane teorie.

Korzystając ze słynnego
radioteleskopu w Green Bank (National Science Foundation’s Green Bank Telescope - GBT) naukowcy odkryli, że filamenty znajdujące się w obłokach gwiazdotwórczego gazu zlokalizowanych w okolicach Mgławicy Oriona mogą być pełne dość dużych cząstek - skupisk pyłu wielkości ziaren żwiru. Te z kolei byłyby aż 100 do 1000 razy większe niż typowe ziarna pyłu znajdujące się w dyskach protoplanetarnych tzw. protogwiazd. Jeśli badania te zostaną dodatkowo potwierdzone, te wielkie zlepki budulców mogłyby być odpowiedzialne za przyśpieszenie tempa tworzenia się planet we Wszechświecie. Zdaniem czołowych naukowców projektu, ich istnienie może nawet sugerować, że warunki do powstawania planet mogą być w pewnych przypadkach lepsze, niż dotąd sądzono. To dość proste – łatwiej jest szybko postawić dom z większych cegieł.

Nowe obserwacje GBT koncentrują się na północnej części kompleksu Obłoku Molekularnego w Orionie – obszaru, gdzie intensywnie powstają nowe gwiazdy, zawierającego również słynną Mgławicę Oriona. Materia tworząca gwiazdy w jej części zbadanej niedawno przez GBT, nazwana OMC-2/3, skupia się w długich włóknach pyłowych. Włókna te są pełne gęstych węzłów zwanych rdzeniami. Niektóre rdzenie dopiero zaczynają się gromadzić, ale inne z nich właśnie zaczęły budować nowe protogwiazdy - pierwotne stężenia pyłu i gazu, będące na najlepszej drodze do stania się pełnoprawnymi gwiazdami. Astronomowie przypuszczają, że w ciągu najbliższych stu tysięcy do miliona lat obszar ten będzie ewoluował w kierunku stania się nową gromadą gwiazd. Region OMC-2/3 znajduje się około 1500 lat świetlnych od Ziemi i ma rozmiar rzędu 10 lat świetlnych.

Na podstawie wcześniejszych map tego obszaru, pochodzących z obserwacji 30-metrowym
radioteleskopem IRAM z Hiszpanii, astronomowie spodziewali się znaleźć pewną jasną emisję radiową typową właśnie dla emisji pyłu, obserwując włókna (filamenty) na nieco dłuższych falach radioteleskopem z Green Bank. Jednak GBT dowiódł też, że obszar ten był dużo jaśniejszy na falach milimetrowych, niż dotychczas przewidziano.

Może to oznaczać, że materia w tym obszarze ma nieco inne własności niż zwykły pył międzygwiazdowy. W szczególności jej zlepki mogą być większe – rozmiaru milimetrów, a nawet centymetrów. To całkiem dużo jak na cząstki pyłu międzygwiazdowego, który dotychczas poznaliśmy. Teoretycy proponują dwa możliwe wyjaśnienia tego faktu obserwacyjnego.

Pierwsze – same w sobie filamenty pomogły zlepkom kosmicznego pyłu urosnąć do całkiem dużych rozmiarów. Te obszary, w porównaniu do całości obłoków molekularnych, mają niższe temperatury, wyższe gęstości i mniejsze prędkości własne – a wszystko to może się przyczyniać do wzrostu rozmiaru ziaren pyłu.

Drugi scenariusz zakłada z kolei, że cząstki pyłu pierwotnie wzrastały we wcześniej już istniejących rdzeniach planetotwórcznych, a nawet - być może - w najbardziej pierwotnych dyskach protoplanetarnych. Materiał ten mógł następnie uciec z powrotem do otaczającego je obłoku molekularnego, nie stając się tym samym częścią nowo tworzącego się układu gwiazdowego.

Cały artykuł:

Schnee Scott et al., Evidence for large grains in the star-forming filament OMC 2/3, MNRAS 2014.

Liczba odsłon: 1437