Uute instrumentidega täidavad astronoomid kõik tükid, mis aitavad selgitada, kuidas planeedid moodustuvad vastsündinud tähtede ümber laiendatud gaasi- ja tolmutükkidest. Kuid astronoomid on leidnud ühe proto-planetaarse ketta, mis keeldub suureks kasvamast. See on 25 miljonit aastat vana ja pole siiani teinud üleminekut planeetide moodustamiseks. Lee Hartmann on koos Harvard-Smithsoniani astrofüüsika keskusega ja leidust teatanud paberil juhtiv autor.
Kuulake intervjuud: Planeediketas, mis keeldub üles kasvamast (6 MB)
Või tellige Podcast: universetoday.com/audio.xml
Fraser Cain: olete leidnud vanima planeediketas. Kas te annate mulle aimu, kui ebaharilik see on?
Lee Hartmann: See on umbes vanim planeedi- või protoplanetaarne ketas. Vanim, mida varem oleme leidnud, oli umbes 10 miljonit aastat vana, nii et see on umbes 2–2,5 korda vanem kui miski, mida me varem oleme leidnud.
Fraser: Kas see oli nii suur üllatus, kui leidsite midagi nii vana?
Hartmann: Jah, tundub, nagu pooltel või enamal tähtedest on mingi laiendatud tolmune ketas, mis teeks planeete. Umbes miljoni aasta vanuselt. Ja siis umbes 10 miljoni aasta pärast võib teile meeldida 10% kõigist tähtedest või isegi vähem. Nii et selle asja leidmine kahes vanuses oli tõesti üsna tähelepanuväärne. Arvasime, et 20 miljoni aasta pärast oleksime tõesti nullist allapoole kõige selle suhtes, mille ümber oli veel tolmu, mis sarnanes väga planeediketasse.
Fraser: Mis võiks ketast nii kaua stabiilsena hoida?
Hartmann: See pole tegelikult selge. Kesksüsteem on sel juhul tegelikult lähedane binaarne täht ja seega on võimalik - erinevalt meie päikesesüsteemi ühest tähest - on kaks, peaaegu võrdset massitähte, mis tiirlevad ümber väga lähedase orbiidi ja ehkki millegi suurus on kuskil Merkuuri orbiidi ja Veenuse orbiidi vahel; midagi sellist suurust. See võib olla selline asjade kloppimine, sest igal tähel on oma raskusaste ja ringi liikudes võivad nad ketast kloppida ja osakesi loksutada. Mis meie arvates juhtub planeete tehes, on see, et tolm, väikesed tolmukimbud, kleepuvad elektrostaatiliselt väikesteks väikesteks tükkideks ja siis kasvab see järjest suuremaks. Ja see teeb kive ja siis teeb asju, mis sarnanevad rohkem asteroididele, ja lõpuks planeetidele. Ja kogu see tolm puhastab planeedi moodustamise etapp. Ja nii arvatakse, et see protsess on väga delikaatne ja asjad lahenevad tuhandete miljonite aastate jooksul. On võimalik, et kui seda pisut raputad, hoides osakesi hõljumana, siis ei kleepu nad tegelikult nii hästi kokku ja ei käi ülejäänud planeedi moodustumisprotsessis läbi nagu enamik teisi tähti.
Fraser: Kui tavaline oleks midagi sellist? Kuna see on vanim leitud materjal, kas arvate, et läheduses on ka teisi või on see lihtsalt totaalne rämps?
Hartmann: Raske on ette kujutada, et galaktikas on ainult üks neist asjadest, rääkimata kogu Universumist. Kuid nii palju kui me võime öelda, peab see olema väga harv juhus. Me võime näha suuri tähtede kobaraid, mis on 30 miljonit aastat vanad, 50 miljonit aastat vanad ja 100 miljonit aastat vanad. Nad ei ole veel midagi sellist leidnud sadadest või isegi tuhandetest tähtedest. Võib-olla on see arv 1-st 1000-st või midagi sellist. Ma arvan, et see on omamoodi, kuid seda on raske teada. Me pole neid asju piisavalt hoolikalt uurinud. Me pole seda suutnud väga hiljuti. Spitzeri kosmoseteleskoobil on lihtsalt nii palju suurem tundlikkus kui kõigel muul, mida me enne teha oskasime. See on lihtsalt teguriks, mis on tuhandeid kordi suurenenud meie võime tuvastada selliseid nõrku allikaid, nagu see on. Asume alles esimesi samme, et uurida, mis seal väljas on ja meie enda naabruses. Spitzeri teleskoobiga hakkavad nad vaatama mõnda neist teistest klastritest ja kinnitavad, et selle süsteemi kaks korda vanem, alla 1 tuhande on selline. See on tõesti üsna ainulaadne süsteem. Me pidime selle teatud olukordades kinni püüdma.
Fraser: Kas te arvate, et see võiks jätkuda miljonite ja miljonite aastate jooksul veelgi. Kas see on selle jaoks alles varajane aeg?
Hartmann: See on asi, millest me ei saa eriti hästi aru. Ja üks põhjus selliste süsteemide uurimiseks on see, et selle füüsika mõistmiseks vajame tõesti palju abi. Alustuseks füüsika sellest, kuidas planeedid põhiliselt tolmuputtidest moodustuvad. See on lihtsalt nii keeruline protsess ja on igasuguseid asju, millest me päris täpselt aru ei saa, et meil on vaja nende asjade kohta rohkem uuringuid teha. Ma ei tea tegelikult, mis selle süsteemiga juhtub. Minu enda arvates ei lähe see tõenäoliselt planeetide kallale, kui ta pole seda juba teinud. Teooria viitab sellele, et teil on mingi lävi, mille peate ületama. Selle teostamiseks peab teil olema lihtsalt piisavalt kraami, et tõepoolest suuremate kerede tegemisest üle saada, mis võib kogu väiksema tolmu puhtaks pühkida ja ketta tühjendada. Kui te ei jõua kunagi sellele lävele, ei pruugi te kunagi planeete luua. Ma arvan, et see võib lihtsalt välja vajuda ja mõned tolmu terad kas puhutakse välja või keerduvad aeglaselt tähe sisse ja see on selle lõpp, kuid me ei saa sellest tegelikult aru.
Fraser: Kas planeedi moodustavaid kettaid on binaarsüsteemide ümber varem nähtud?
Hartmann: Jah, kui ma lihtsalt väidan, et eeldame, et need kettad teevad planeete. Meil pole tegelikult olnud täielikku suitsetamisrelva, et öelda, et need tolmused kettad teevad tegelikult planeete. Ma arvan, et see on väga suur tõenäosus, sest me näeme kogu seda jaotatud tolmu väga noorte tähtede ümber ja siis on see kõik kadunud. Me teame, et peame kogu tolmu hüübima ja pisikesed asjad hankima ning planeetide tegemiseks suurtesse asjadesse panema. See on eeldus, mille teeme, kuid tahtsin lihtsalt öelda, et me pole tegelikult selles küsimuses punkte ühendanud.
Fraser: Õige, kas nii on binaarsüsteemide ümber kettaid nähtud?
Hartmann: Jah, neil on. Probleem on selles, et põhimõtteliselt ei saa teil ketas olla binaarsel orbiidil sama suurusel orbiidil. Teine täht neelab kogu tolmu, aurutab selle ära või puhub selle ära. Teisest küljest, kui teil on väga lai kahendsüsteem, kui teil on midagi, kus teine täht on väga kaugel, siis võib selle kahendkoodi sees olla ketas ja see ei tea, et ümberringi tiirleb veel üks täht. Me tiirleme ümber Päikese ja Jupiter asub seal mitme astronoomilise üksuse juures ja see teeb Maa orbiidil vaid väikeseid häiringuid. Samamoodi võiks teil olla süsteem, kus kaks tähte asuvad suhteliselt lähestikku ja ketas asub kaugemal äärealast. Ja nii tundub, et sellel kettal on peaaegu üks täht. See pole täpselt selline, kuna kaks tähte tiirlevad ringi, nii et gravitatsioon jahutab seda pisut. Kuid see pole nii kaugel kui ühe objekti omamine. Nii kaua, kui ketas on kas palju suurem kui binaarne või väiksem kui binaarne, on teil kõik korras. Kui ketas on binaarsest palju suurem, võib see olla nii jäme ja nii laiali, et see ei hüüa kunagi planeetidesse tõhusalt. See on midagi, mida me omamoodi ennustaksime, kuid see pole veel asi, mida me veel suudame vaatluslikult näidata.
Fraser: Kas teil on selle kohta plaanitud tähelepanekuid jälgida?
Hartmann: Ma arvan, et me tahaksime proovida teha pikema lainepikkuse vaatlusi, et näha, kuhu ketas lõpeb, sest selles vaatluskomplektis räägime põhimõtteliselt, et ketas on olemas, kuid me ei tea, kuidas suur see on. Küsimus on selles, kas sellest süsteemist väljaspool on midagi, mis võib samuti ketast häirida. See võib olla isegi kolmekordne süsteem kõigi jaoks, mida me teame, väga palju laiema kaaslasega, kes on väikese massiga ja mida me pole veel näinud. Ja see võiks tõesti olla selle kloppimine ja vähemalt selle ärahoidmine, et ketas laseks planeetidel hüübida. Ja siis teine asi, mida me proovime teha, on see, et proovime tuvastada teisi selliseid süsteeme, mis on samuti 20 miljonit aastat vanad, 30 miljoni aasta vanused. Kui leiame neist asjadest veel midagi, siis lihtsalt selleks, et näha, kui tavalised need on ja kas need on kõik binaarsed failid või mis on nende jaoks eriline, mis võimaldab neil nii kaua kesta. Põhimõtteliselt proovime näha seda, kuidas ketas muutub planeetideks, kuid see võtab muidugi miljoneid aastaid, nii et te ei saa seda läbi vaadata - vähemalt ma ei saa seda läbi vaadata. See on nagu hetkeseisust elanikkonnast. Teil on vanu inimesi ja noori ning beebisid ja nii edasi. Ja proovite järeldada, kuidas evolutsioon kulgeb erinevate tükkide kokku panemisel. Ja siis on mõni inimene suurejooneline või paremini toidetud ning neil on erinev kultuur või mis iganes, ja proovite näha, kuidas selle läbilõikega on elanikkonnal erinev mõju. Muude sarnaste süsteemide leidmine on katse viis, kuidas saada teada, mis juhtub, kui teil on palju laiem binaar, või mis juhtub, kui keskel on erinev massitäht. Me ei saa seda katset tegelikult teha, aga kui leiame piisavalt erinevaid objekte, nagu see on, siis on loodus teinud katse erinevates kohtades ja peame lihtsalt minema välja ja seda vaatama.
Sellest avastusest teatati algselt ajakirjas Space Magazine 19. juulil 2005.
