Rieth József: Anyagvilág - Háttérinformáció
Születő bolygórendszer
Tartalomjegyzékhez < Világképem < Anyag-időszak
Tavaly novemberben szenzációs felvételt tettek közzé az ALMA rádiótávcsövei mellett dolgozó csillagászok: a látványos hamis színezésű képen egy fiatal csillag körüli protoplanetáris korong meghökkentően részletes szerkezete látható, benne fényes koncentrikus gyűrűk sorozata, amelyeket sötétebb (anyagmentes) hézagok választanak el egymástól. A kutatók értelmezése szerint egy születőben lévő bolygórendszer fejlődésének korai szakaszát sikerült lencsevégre kapniuk. Ezzel azonban nem minden szakember értett egyet. Most a Dániel Tamayo, a Torontói Egyetem és a Kanadai Elméleti Asztrofizikai Intézet asztrofizikusa vezette kanadai kutatócsoportnak elméleti, számítógépes szimulációs modellszámításokkal is sikerült alátámasztani, hogy a csaknem kör alakú, szinte pormentes hézagokat valóban már összeállt bolygók hozhatták létre a fiatal csillag körüli por- és gázkorongban. Erről beszámoló cikkük az Astrophysical Journalben jelenik meg.
A HL Tau és környezete a Hubble-űrtávcsö felvételén (háttérkép).
A kinagyított betétképen az ALMA hamisszínezésű felvétele a csillag körüli protoplanetáris korongról
„ Számításaink megerősítik, hogy a HL Tau körüli anyagkorongról készült felvétel valóban egy születő bolygórendszer nagyon korai állapotát rögzíti, amelynek további alapos vizsgálata és elemzése hatalmas előrelépést hozhat a bolygók keletkezésének megértésében" — nyilatkozta Tamayo.
Bármennyire is kézenfekvőnek tűnt a felvétel - amelyet az ALMA tavaly októberben végzett megfigyelései nyomán hoztak nyilvánosságra — fenti értelmezése, szakmai körökben heves vitákat váltott ki. A feltételezést ellenzők kétségbe vonták, hogy egy ennyire fiatal csillag körül ilyen rövid idő elegendő lehetett ilyen — a rendszer méretei alapján megbecsülhető — nagyméretű bolygók kialakulására. A csillagtól távolabb eső három, anyagmentesnek tűnő hézagot (amelyek mindegyike Naprendszerünkre vetítve messze a Neptunusz pályáján túl húzódna) egymáshoz túl közelinek ítélték: azzal érveltek, hogy három — becsülhetően — nagytömegű bolygó az egymás mozgását is zavaró gravitációs kölcsönhatások miatt heves ütközésekbe bonyolódna, és nem hozhatna létre egymáshoz ennyire közeli stabil pályákat.
A HL TAU protoplanetáris korong (balra) és a Naprendszer (jobbra) méreteinek összehasonlítása.
A HL Tau rendszerének külső pereme mintegy háromszor messzebb húzódik,
mint a Neptunusz pályája a Naprendszerben. KÉPEK: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)
Tamayo és munkatársai modellszámításai viszont azt sugallják, hogy megfelelő kezdeti feltételek fennállása esetén létrejöhetnek olyan, az égi mechanikában „"-nak nevezett pályák, amelyeknek a csillagtól mért távolságai (pályasugarai vagy fél nagytengelyei) egymással meghatározott arányokban állnak. Szerencsés esetben ezeken a pályákon a bolygók úgy keringhetnek, hogy sosem (vagy nagyon hosszú ideig nem) kerülnek olyan veszélyes közelségbe egymáshoz, hogy pályájukról a kölcsönös gravitációs hatások következtében lesodródjanak, s kaotikus ütközésekbe keveredjenek. (Naprendszerünkben példa erre a Plútó és a Neptunusz: egymást térben átmetsző pályagörbéik ellenére mindig elegendő távolságra maradnak egymástól ahhoz, hogy pályájukon stabilan megmaradhassanak. Több bolygós exobolygórendszerekben is ismerünk hasonló példákat.)
A HL Tau rendszere nagyon fiatal, alig 1 millió éves, tőlünk 450 fényévre, a Bika (Taurus) csillagkép irányában található. A protoplanetáris korong méretei jócskán meghaladják a Naprendszer kiterjedését.
Más, ennyire fiatal rendszerekhez hasonlóan a látható színképtartományban a HL Tau sem észlelhető, mivel olyan sűrű por- és gázfelhő burkolja, amelyen a fény nem tud áthatolni. Azonban az ALMA rádiótávcsövei a fényénél sokkal hosszabb, milliméteres/szubmilliméteres rádióhullámok tartományában vizsgálódva átlátnak ezen a sűrű burkon, emellett kivételesen nagy felbontóképességüknek köszönhetően a szerkezet finomabb részleteit is feltárják.
„Az eddig felfedezett több ezer exobolygó között — melyek közül számos többes rendszerben található — valóban kivételesnek tűnhet a HL Tau rendszere a maga meglepően szabályos, csaknem kör alakú pályáival. Az exobolygók túlnyomó többsége ugyanis, amelyek többnyire jóval idősebbek is, ennél sokkal excentrikusabb elliptikus pályán mozog — mondta Tamayo. — Ugyanakkor — tekintve a rendszer nagyon fiatal korát — az sem zárható ki, hogy a későbbiekben ebben a rendszerben is felborul a mostani egyensúly, s egyes bolygók mozgása kaotikussá válik, s lesodródnak mostani pályájukról."
Tamayo szerint az ALMA további, hasonlóan fiatal rendszereket megcélzó vizsgálatai segíthetnek majd annak megválaszolásában, hogy vajon a HL Tau körül születőben lévő bolygórendszerben megfigyelt sajátosságok tipikusnak tekinthetők-e az ennyire fiatal rendszerekben, vagy különlegesen szerencsés kezdeti feltételeknek tulajdoníthatók.
Tartalomjegyzékhez < Világképem < Anyag-időszak
------------------
Forrás: http://ose.utsc.utoronto.ca /ose/story. php?id=7208
Élet és Tudomány ■ 2015/21 ■ 645