Svake godine protoplanetarni disk oko mlade zvezde V364 Norma postaje bogatiji za ukupno dvostruku masu Zemlje usled dotoka materijala iz okolnog prostora i koji na kraju dospe na zvezdu pri čemu se javlja povećani sjaj. Teško uočljiv fenomen je uočen od strane mađarskog tima istraživača koristeći se ALMA teleskopom, najvećim astronomskim teleskopom na Zemlji. Navedeno posmatranje je ključno za razumevanje na koji način se vrši evolucija cirkumstelarnog diska i konačnog formiranja planeta

Svake sekunde, u svemiru se rađaju nove planete. U mnoštvu novih nebeskih tela najinteresantnija su ona slična Zemlji pogotovu ako postoji mogućnost da na njima ima i života.

Pre svega par decenija, jedino su postojale procene i modeli koji su predviđali gde i kako nastaju planete pogodne za život kao i one koje to nisu. U današnje vreme, zahvaljujući najvećim teleskopima situacija se promenila. Došli smo u mogućnost da bar na trenutak bacimo pogled na događanja u vezi detalja zvezda i na formiranje planeta i kao rezultat poboljšavamo naše saznanje o uslovima njihovog nastanka.

Značajan napredak koji je postignut u ovoj oblasti od strane tima predvođen mađarskim istraživačima je objavljen u Astrofizičkom žurnalu od strane Agneš Košpal i njenih saradnika gde oni proučavaju mladu zvezdu V346 u južnom sazvežđu Norma i njeno okruženje. Navedena zvezda je stara svega nekoliko stotina hiljada godina i predstavlja protozvezdu čija je masa jednaka jednoj desetini mase Sunca ali se ona stalno uvećava. Moguće je da je takođe u toku i formiranje planeta oko protozvezde. Gore navedena protozvezda i njeno okruženje su idelani za pručavanja radi utvrđivanja faktora koji utiču na formiranje planeta i njihovog okruženja. U svrsi pručavanja diska gde se nove planete uvećavaju potrebno je znati koji je sastav materijala, njegova temperatura i veličina zrna.

Slika 1. Umetničko viđenje sistema V346 Norma. Izvor slike: MTA CSFK.

Spoljašnji deo sistema se sastoji od velikog ali tananog omotača sa koga materija u obliku gasa i prašine teče ka centru sistema. U sredini se nalazi ravan disk sa koga protozvezda preuzima materiju i to iz unutrašnjeg rotirajućeg dela diska. Spoljašnji deo diska, takozvani pseudo – disk se dopunjava materijom iz predhodno pomenutog omotača. Značaj posmatranja je u tome što se po prvi put uspelo precizno utvrditi koja je to količina novopristigle materije, odnosno brzina toka materije i ona iznosi oko jednog milionitog dela mase Sunca ili ti dve mase planete Zemlje godišnje.

Najveći teleskop za najsitnije detalje ALMA (Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array) je sistem radio antena smešten u pustinji Atakama na nadmorskoj visini od 5000 metara.

Kada se radovi na ALMA konačno završe, sistem će se sastojati od ukupno 66 radio teleskopa prečnika 7 i 12 metara od kojih je većina već sada operativna.

Instrument može detektovati zračenje u elektromagnetnom spektru u rasponu talasnih dužina od 350 mikrometara do 3 milimetra. Navedeni spektar omogućuje proučavanje gušćih delova regiona u kojima se rađaju zvezde kao i okruženje mladih zvezda u formiranju a koje su inače nedostupne za optičke teleskope. Stručnjaci Istraživačkog centra za astronomiju i nauke o Zemlji Mađarske akademije nauka su snimili mladu zvezdu V346 Norma i njeno okruženje sa rezolucijom od jedne lučne sekunde i analizirali strukturu kao i kretanje gasova. Snimak predstavlja mladi eruptivni objekat koji spada u zvezdu koja još nije dospela na glavni niz i koja će se vremenom uvećavati iz okolno zahvaćenog materijala. Energija koju oslobađa se vremenom menja u zavisnosti od trenutnog priliva materije sa diska na protozvezdu. Usled neravnomernog priliva materije, dešavaju se spektakularne erupcije. Tokom ovih događaja, disk se zagreva a materija u njemu transformiše pri čemu se zrnca prašine kristalizuju a što je navedeni tim istraživača otkrio pre nekoliko godina.

Iako su mnogi detalji ovog procesa još uvek nepoznati, Košpal i njene kolege su indentifikovali i proučili neke od manje poznatih procesa u sistemu.

U navodu tima, kaže se da je poznato da se materijal prenosi sa diska na protozvezdu ali način na koji disk preuzima materijal iz difuznog omotača je sve do sada ostao nepoznat.

Početna stopa kojom disk preuzima materijal je veći nego što se sa diska prenosi na protozvezdu tako da disk na neki način zadržava materiju. Transport mase sa diska na protozvezdu je obično veoma spor i jedino se povremeno poveća kada dovodi do naglog porasta sjaja. Istraživači mađarskog tima su po prvi put kvantitativno pokazali koliko materije padne iz omotača na disk gde se ona akumulira i dospeva na protozvezdu u neravnomernom toku.

Istraživači su izvršili mapiranje lokacije i kretanje materijala diska koristeći se spektralnom linijom ugljen – monoksida i emisionom linijom 1,3 mm potekle od prašine. Gas i prašina su najgušći u centralnom delu prečnika 350 astronomskih jedinica u odnosu na centar protozvezde (jedna astronomska jedinica odgovara srednjem rastojanju Zemlja – Sunce odnosno oko 150 miliona kilometara). Rotaciono kretanje materijala u disku je određeno gravitacionim poljem centralne zvezde. Dalje posmatrano, nalazi se diskolika struktura, ranije pomenut pseudo – disk čije kretanje je kombinacija toka materije ka pseudo disku i rotacije, pri čemu se vrši konzervaciju ugaonog momenta poteklog od okružujućeg omotača.

U skladu sa novim merenjima ALMA sistema pseudo disk prima masu jednaku masi dve planete Zemlje svake godine što je značajno više nego što pređe na centralnu protozvezdu.

Posmatranja pružaju prve dokaze da se erupcije mladih zvezdanih objekata dešavaju usled akumulacije materijala u unutrašnjem disku, odnosno usled njegove nestabilnosti i kada masa znatno brže krene da otiče ka protozvezdi.

Mađari predvode međunarodni tim istraživača

Ovo je prvo direktno izmereno neslaganje između toka materije koje dospe na disk iz omotača u odnosu na tok materije koja dospeva na protozvezdu sa diska, reči su Agneš Košpal. Tim istraživača je iskoristio do sada nedostižnu rezoluciju a koju trenutno omogućuje ALMA u njihovim istraživanjima. Znanje potrebno da bi se sprovela studija potiče od MTA CSFK Disk Research Group, odnosno od tima istraživača formiranog 2014-te godine na Konkolji observatoriji (Mađarska) radi istraživanja dinamike cirkumstelarnih diskova kao i zvezda i planeta u formiranju u eri ALMA teleskopa. Ovaj projekat je predstavljao osnovu za metoda analiza korišćenih u studiji.

Slika 2. Teleskopi sistema ALMA, pustinja Atakama. Izvor fotografija: ALMA, ESO, NRAO, NAOJ.

Izložena naučna tema je perspektivna jer se poklapa sa ranijim predpostavkama da erupcije mladih zvezda imaju direktan uticaj na materijal u disku. U slučaju sistema V346 Norma, čak se može predpostaviti da postoje planetezimale od kojih bi se konačno mogle formirati egzoplanete mada većina njih zapravo padne na zvezdu ili biva uništena tokom događanja nekih od erupcija. U narednim decenijama Agneš Košpal i njeni saradnici planiraju da istraže dinamiku diska i da rasvetle korake tokom kojih se formiraju planete kao i faktore uticaja tokom formiranja planeta.

Izvor teksta: http://mta.hu/