بررسی بیش از ۸۰۰ دیسک تشکیل دهنده سیاره یک شگفتی تکامل سیاره ای را نشان می دهد

بررسی بیش از ۸۰۰ دیسک تشکیل دهنده سیاره یک شگفتی تکامل سیاره ای را نشان می دهد

آیا منظومه شمسی ما با منظومه های خورشیدی دیگر قابل مقایسه است؟ سایر سیستم ها چگونه به نظر می رسند؟ ما از مطالعات سیارات فراخورشیدی می‌دانیم که بسیاری از منظومه‌های دیگر مشتری‌های داغ دارند، غول‌های گازی عظیمی که بسیار نزدیک به ستاره‌هایشان می‌چرخند. آیا این طبیعی است و منظومه شمسی ما پرت است؟

 

یکی از راه‌های پرداختن به این سؤالات این است که قرص‌های تشکیل‌دهنده سیاره اطراف ستاره‌های جوان را مطالعه کنیم تا ببینیم چگونه تکامل می‌یابند.

اما مطالعه نمونه بزرگی از این سیستم‌ها تنها راه برای دریافت پاسخ.

بنابراین این کاری است که گروهی از ستاره شناسان هنگام بررسی ۸۷۳ دیسک پیش سیاره ای انجام دادند.

جرم قطعه حیاتی در مطالعه جدید در مورد دیسک های تشکیل دهنده سیاره است. . جرم دیسک تعیین می‌کند که چه مقدار ماده برای تشکیل سیارات در دسترس است.

با اندازه‌گیری جرم قرص‌ها در اطراف ستاره‌های جوان، ستاره‌شناسان می‌توانند مجموع جرم سیاراتی را که ممکن است در آنجا تشکیل شوند محدود کنند و یک قدم به درک خورشید نزدیک‌تر شوند. معماری سیستم.

مطالعه جدید “بررسی دیسک های شکارچی با ALMA (SODA): I. جمعیت شناسی ۸۷۳ دیسک پیش سیاره ای در سطح ابر.” در مجله Astronomy and Astrophysics منتشر شده است و نویسنده اصلی آن Sierk van است. ترویسگا، دانشمند مؤسسه نجوم ماکس پلانک در هایدلبرگ، آلمان.

“تاکنون، ما به طور قطع نمی دانستیم که کدام ویژگی ها بر تکامل دیسک های تشکیل سیاره در اطراف ستارگان جوان تسلط دارند.” ون ترویسگا گفت در یک بیانیه مطبوعاتی.

“نتیجه جدید ما اکنون نشان می‌دهد که در محیط‌هایی بدون تأثیر خارجی مرتبط، جرم دیسک مشاهده‌شده موجود برای تشکیل سیارات جدید تنها به سن سیستم ستاره-دیسک بستگی دارد.”

 

غبار جرم نه تنها جرم سیاراتی را که ممکن است از یک دیسک تشکیل شوند به ستاره شناسان می گوید. بسته به سن دیسک، می‌تواند به ستاره‌شناسان بگوید که چه سیاره‌هایی قبلاً تشکیل شده‌اند.

اما عوامل دیگری نیز بر جرم دیسک تأثیر می‌گذارند، و این عوامل از دیسکی به دیسک دیگر متفاوت است. چیزهایی مانند باد ستاره ای و تابش ستارگان مجاور خارج از دیسک نیز می توانند بر جرم تأثیر بگذارند.

پس چگونه محققان توانستند این اثرات را در چنین نمونه بزرگی جدا کنند؟

آنها بر روی آن تمرکز کردند. یک منطقه شناخته شده از دیسک های پیش سیاره ای به نام ابر Orion A، که بخشی از مجتمع ابر مولکولی شکارچی است ( OMCC).

OMCC حدود ۱۳۵۰ سال نوری از ما فاصله دارد و محل سحابی شکارچی است که به خوبی مطالعه شده است، ویژگی که حتی ستاره شناسان حیاط خلوت نیز می توانند آن را ببینند.

d8a8d8b1d8b1d8b3db8c d8a8db8cd8b4 d8a7d8b2 dbb8dbb0dbb0 d8afdb8cd8b3daa9 d8aad8b4daa9db8cd984 d8afd987d986d8afd987 d8b3db8cd8a7d8b1d987 6280a4e168b3c(S.E. van Terwisga et al./MPIA)

بالا: این تصویر ابر ستاره‌ساز غول پیکر شکارچی A را که توسط ابزار SPIRE (گیرنده تصویربرداری طیفی و فتومتریک) روی هرشل مشاهده شده است، نشان می‌دهد. تلسکوپ فضایی این توزیع در مقیاس بزرگ گرد و غبار سرد را ردیابی می کند. شکارچی A حدود ۱۳۵۰ سال نوری از ما فاصله دارد و از نواحی ستاره‌زایی منفرد تشکیل شده است که در برچسب‌های آنها مشخص شده است. مکان‌های دیسک‌های تشکیل‌دهنده سیاره (+) مشاهده‌شده با ALMA نشان داده شده‌اند، در حالی که دیسک‌هایی با جرم غبار بالای معادل ۱۰۰ جرم زمین به‌عنوان نقاط آبی ظاهر می‌شوند.

آلوارو هاکار یک همکار است. نویسنده این مطالعه و دانشمند دانشگاه وین اتریش. هاکار گفت. “این بسیار مهم بود که بتوانیم به دنبال تغییرات کوچک در جرم دیسک بسته به سن و حتی در محیط های محلی داخل ابر باشیم.”

 

این نمونه خوبی است زیرا همه دیسک ها متعلق به یک ابر هستند. این بدان معناست که شیمی آنها یکنواخت است و همه آنها تاریخ یکسانی دارند.

خوشه سحابی شکارچی (ONC) میزبان ستاره های عظیمی است که می توانند بر روی دیسک های دیگر تأثیر بگذارند، بنابراین تیم هر دیسکی را در شکارچی A نزدیکتر رد کرد. بیش از ۱۳ سال نوری تا ONC.

اندازه‌گیری جرم همه این دیسک‌ها مشکل بود. این تیم از آرایه میلی متری/زیر میلی متری بزرگ آتاکاما (ALMA) برای مشاهده گرد و غبار استفاده کردند. ALMA را می توان برای طول موج های مختلف تنظیم کرد، بنابراین تیم دیسک های جوان را در طول موج ۱.۲ میلی متر مشاهده کردند.

در این طول موج، غبار روشن است، اما ستاره کم نور است، که به از بین بردن اثر نور کمک می کند. ستاره در هر دیسک از آنجایی که رصد ۱.۲ میلی متری، مشاهدات را نسبت به اجرام بزرگتر از چند میلی متر غیر حساس می کند – به عنوان مثال، سیاراتی که قبلاً شکل گرفته اند – اندازه گیری های تیم فقط غبار موجود برای تشکیل سیارات جدید را اندازه گیری کردند.

اندازه گیری غبار بدون تداخل ستارگان یک مانع بود، اما محققان با مانع دیگری روبرو شدند: داده‌ها.

بررسی دقیق تقریباً ۹۰۰ دیسک پیش سیاره‌ای، داده‌های زیادی ایجاد می‌کند، و همه آن داده‌ها باید قبل از اینکه معنای جمعی داشته باشند، پردازش شوند. اگر تیم به روش‌های موجود تکیه می‌کرد، پردازش همه آن داده‌ها حدود شش ماه طول می‌کشید.

 

در عوض، آنها روش خود را برای مدیریت داده‌ها با استفاده از پردازش موازی. چیزی که ماه ها طول می کشید کمتر از یک روز طول کشید. ریموند اونک، نویسنده همکار، گفتند.

هنگامی که آنها داده ها را پردازش کردند، محققان دریافتند که بیشتر دیسک ها تنها ۲.۲ جرم زمین را در خود جای داده اند. از تقریباً ۹۰۰ دیسک، تنها ۲۰ دیسک گرد و غبار کافی برای ۱۰۰ یا بیشتر زمین را در خود جای داده است.

“به منظور جستجوی تغییرات، ما ابر شکارچی A را تشریح کرده ایم و این مناطق را به طور جداگانه تجزیه و تحلیل کرده ایم. به لطف صدها دیسک ون ترویسگا توضیح داد.

محققان تغییراتی را در توده غبار دیسک در مناطق مختلف شکارچی یافتند، اما این تغییرات حداقل بود. به گفته نویسندگان، تأثیر سن می تواند تغییرات را توضیح دهد. با پیر شدن دیسک ها، جرم دیسک کاهش می یابد و خوشه های دیسک های هم سن دارای توزیع جرم یکسانی هستند.

“ما باید تاکید کنیم که تفاوت های بین این خوشه ها که دور از یکدیگر در آسمان قرار دارند وجود دارد. نویسندگان در مقاله خود بنویسند.

ScatterpointGraphOfYoungStarClustersInOrionA(ون ترویسگا و همکاران، نجوم و اخترشناسی، اخترشناسی و اخترشناسی

بالا: این شکل شش خوشه کم جرم و چگالی کم YSOs در مطالعه. علیرغم توزیع گسترده آنها در شکارچی A، این دیسک ها همان همبستگی سن جرم را نشان می دهند.

انتظار می‌رود که با پیر شدن دیسک‌ها، جرم گرد و غبار آن‌ها کاهش یابد. تشکیل سیاره بیشتر این کاهش را به خود اختصاص می دهد: آنچه زمانی گرد و غبار بود به سیاره تبدیل می شود.

اما اثرات دیگر نیز به از بین رفتن غبار کمک می کند. گرد و غبار می تواند به سمت مرکز دیسک حرکت کند، و تابش از ستاره میزبان می تواند گرد و غبار را تبخیر کند.

اما این مطالعه ارتباط بین سن و از دست دادن گرد و غبار را تقویت می کند. این مطالعه برای سایر جمعیت‌های دیسک ستاره جوان اعمال می‌شود؟ نویسندگان نتایج خود را از شکارچی A با چندین منطقه ستاره‌ساز مجاور با دیسک‌های جوان مقایسه کردند.

اکثر آنها، اما نه همه، با کاهش جرم مرتبط با سن که در شکارچی A دیده می‌شود، مطابقت دارند.

>

“در مجموع، ما فکر می کنیم مطالعه ما ثابت می کند که حداقل در ۱۰۰۰ سال نوری آینده یا بیشتر، همه جمعیت های دیسک های تشکیل دهنده سیاره توزیع جرم یکسانی را در یک سن خاص نشان می دهند. و به نظر می رسد که آنها در بیشتر در حال تکامل هستند. یا کمتر به همین روش،” ون ترویسگا گفت.

محققان کارهای بیشتری دارند که دوست دارند انجام دهند. آنها می خواهند تأثیری را که ستارگان کوچکتر می توانند در مقیاس کوچکتر چند سال نوری داشته باشند بررسی کنند.

در این مطالعه، آنها از تأثیری که ستارگان عظیم در ONC می توانند روی قرص های همسایه داشته باشند اجتناب کردند. اما ستاره‌های پس‌زمینه کوچک‌تر همچنان می‌توانند بر دیسک‌ها تأثیر بگذارند، و ممکن است برخی از تغییرات کوچک همبستگی سن و جرم را توضیح دهند.

سن ستاره و قرص آن، خواص شیمیایی، و دینامیک ابر والد همگی با جرم ترکیب می شوند تا تصویر واضح تری از منظومه شمسی که از دیسک برمی خیزد به تصویر بکشند. اخترشناسان قادر به گرفتن چنین داده‌هایی نیستند و پیش‌بینی می‌کنند که چه نوع سیاره‌هایی ممکن است در هر منظومه شمسی شکل بگیرند.

اما قابل توجه است که همبستگی بین سن و جرم قرص حتی در ساختارهای بزرگ قوی است. مانند Orion A.

نویسندگان نتیجه گیری، و نتایج آنها آنچه را که مطالعات و نظرسنجی های قبلی به آن اشاره کرده اند تأیید می کند.

“اما اکنون می‌توانیم نشان دهیم که این امر در مورد تعداد بیشتری از YSOs و خوشه‌های YSO که در بخش‌های کاملاً جدا شده از همان ابر غول پیکر تشکیل می‌شوند، صدق می‌کند. برای اولین بار، اندازه بی‌سابقه SODA (Survey of Orion) دیسک‌هایی با آلما) نمونه دیسک به ما اجازه می‌دهد تا روی اثرات شیب سنی و خوشه‌بندی در یک منطقه ستاره‌ساز بزرگ‌نمایی کنیم.”

این مقاله در ابتدا توسط جهان امروز. مقاله اصلی.

 

برچسب‌ها:

نظرات کاربران

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.