“ Ooompah, loompah, roopity สนิม… ALMA พบว่าดาวหางซ่อนตัวอยู่ในฝุ่น” จากการศึกษาจำนวนมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมานักดาราศาสตร์ทราบว่าดาวเคราะห์ดูเหมือนจะมีอยู่ทุกหนทุกแห่งรอบดาวฤกษ์ ตอนนี้ต้องขอบคุณกล้องโทรทรรศน์หวาน ๆ หนึ่งตัวอาตาคามาอาร์มาม่าขนาดใหญ่ / ซับมิลมิเตอร์ (ALMA) วิทยาศาสตร์ได้ก้าวไปข้างหน้าอย่างยิ่งใหญ่ในการทำความเข้าใจว่าฝุ่นละอองขนาดจิ๋วในดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์น้อยในวันหนึ่งสามารถกลายเป็นรูปแบบขนาดใหญ่ขึ้นได้อย่างไร
น้อยกว่า 400 ปีแสงจากโลกเป็นระบบสุริยะอ่อนเยาว์จัดเป็น Oph IRS 48 ในภาพที่ถ่ายจากรอบนอกของมันนักดาราศาสตร์ได้หยิบเบาะแสที่สำคัญในฝูงฝุ่นที่หมุนวน - รูปทรงเสี้ยวขนานนามว่า“ กับดักฝุ่น” นักวิจัยรู้สึกว่าบริเวณนี้อาจเป็นรังไหมที่ช่วยป้องกันการก่อตัวของหิน เหตุใดภูมิภาคจึงมีความสำคัญ มันเป็นปัจจัยที่ผิดพลาด เมื่อนักดาราศาสตร์พยายามที่จะสร้างแบบจำลองฝุ่นไปสู่การก่อตัวของหินพวกเขาพบว่าอนุภาคทำลายตัวเอง ... โดยการกระแทกเข้าหากันหรือถูกดึงเข้าสู่ดาวกลาง เพื่อให้พวกเขาก้าวหน้าในขนาดที่แน่นอนพวกเขาจะต้องมีพื้นที่คุ้มครองเพื่อให้พวกเขาเติบโต
Til Birnstiel นักวิจัยจากศูนย์ดาราศาสตร์ฟิสิกส์ฮาร์วาร์ด - สมิ ธ โซเนียนในเคมบริดจ์แมสซาชูเซตส์และผู้ร่วมเขียนเรื่องนี้กล่าวว่ามีสิ่งกีดขวางครั้งใหญ่ในสายโซ่ยาวของเหตุการณ์ซึ่งนำมาจากฝุ่นละอองขนาดเล็กไปจนถึงวัตถุขนาดเท่าดาวเคราะห์ บทความที่ตีพิมพ์ในวารสาร Science “ ในรูปแบบคอมพิวเตอร์ของการก่อตัวดาวเคราะห์เม็ดฝุ่นจะต้องเติบโตจากขนาดของไมครอนไปเป็นวัตถุถึงสิบเท่าของมวลโลกในเวลาเพียงไม่กี่ล้านปี แต่เมื่ออนุภาคโตขึ้นมากพอพวกเขาจะเริ่มรับความเร็วและชนกันส่งพวกมันกลับไปที่จตุรัสหนึ่งหรือค่อยๆลอยเข้ามาด้านในเพื่อขัดขวางการเติบโตต่อไป”
ดังนั้นดาวเคราะห์แรกเกิดดาวหางหรือดาวเคราะห์น้อยสามารถซ่อนได้ที่ไหน Nienke van der Marel นักศึกษาปริญญาเอกที่ Leiden Observatory ในเนเธอร์แลนด์และผู้เขียนหลักของบทความกำลังใช้ ALMA ร่วมกับเพื่อนร่วมงานของเธอเพื่อตรวจสอบ Oph IRS 48 อย่างใกล้ชิดและค้นพบแก๊สจำนวนมากที่อยู่ตรงกลาง รู การไม่มีอนุภาคฝุ่นนี้แตกต่างจากผลการทดลองที่ผ่านมาในกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มากของ ESO
“ ในตอนแรกรูปร่างของฝุ่นในภาพเป็นความประหลาดใจอย่างสมบูรณ์สำหรับเรา” แวนเดอร์มาเรลกล่าว “ แทนที่จะเห็นแหวนที่เราคาดไว้เราก็พบว่าเม็ดมะม่วงหิมพานต์ใสมาก! เราต้องโน้มน้าวตัวเองว่าคุณลักษณะนี้เป็นจริง แต่สัญญาณที่แรงและความคมชัดของการสำรวจ ALMA ไม่ต้องสงสัยเลยว่าเกี่ยวกับโครงสร้าง จากนั้นเราตระหนักถึงสิ่งที่เราค้นพบ”
แปลกใจหรือ พนันได้เลย. สิ่งที่ทีมค้นพบคือภูมิภาคที่มีฝุ่นละอองขนาดใหญ่ยังคงถูกกักขังและสามารถรับมวลได้มากขึ้นเนื่องจากมีการชนกันของเมล็ดมากขึ้นเรื่อย ๆ นี่คือ "กับดักฝุ่น" ซึ่งนักทฤษฎีทำนายไว้
กำลังโหลดผู้เล่น ...
ดังนั้นสิ่งที่ทำให้มันขึ้นมา? เพื่อให้เม็ดฝุ่นเข้าด้วยกันและก่อตัวขึ้นต้องใช้กระแสน้ำวน - พื้นที่ที่มีแรงดันสูงเพื่อป้องกัน ในการก่อตัวกระแสน้ำวนนี้จะต้องมีวัตถุขนาดใหญ่อยู่ไม่ว่าจะเป็นดาวข้างเคียงหรือดาวก๊าซยักษ์ เช่นเดียวกับเรือที่แล่นผ่านน่านน้ำที่เต็มไปด้วยสาหร่ายวัตถุที่สองในดิสก์ดาวเคราะห์จะล้างเส้นทางเมื่อมันตื่น ในขณะที่การศึกษาก่อนหน้านี้ของ Oph IRS 48 ได้เปิดวงแหวนที่แข็งแกร่งของก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์รวมกับฝุ่นละออง แต่ก็ไม่พบ“ กับดัก” อย่างไรก็ตามนั่นไม่ได้หมายความว่าการสังเกตนั้นเป็นเชิงลบ นักดาราศาสตร์ยังค้นพบช่องว่างระหว่างส่วนด้านในและด้านนอกของระบบสุริยะซึ่งเป็นข้อบ่งชี้ถึงการมีอยู่ของวัตถุขนาดใหญ่ที่จำเป็น
เงื่อนไขเหมาะสมสำหรับกับดักฝุ่นที่เป็นไปได้ ป้อน ALMA ตอนนี้นักวิจัยสามารถมองเห็นทั้งก๊าซและเม็ดฝุ่นขนาดใหญ่ในเวลาเดียวกัน การสำรวจใหม่เหล่านี้นำไปสู่การค้นพบซึ่งไม่มีกล้องโทรทรรศน์ตัวอื่นเปิดเผย ... การนูนแบบไม่สมดุลในส่วนด้านนอกของดิสก์
ตามที่แวนเดอร์มาเรลอธิบาย:“ เป็นไปได้ว่าเรากำลังดูโรงงานดาวหางชนิดหนึ่งเนื่องจากเงื่อนไขเหมาะสมสำหรับอนุภาคที่จะเติบโตจากมิลลิเมตรไปจนถึงขนาดดาวหาง ฝุ่นไม่น่าจะก่อตัวเป็นดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ในระยะนี้จากดาวฤกษ์ แต่ในอนาคตอันใกล้ ALMA จะสามารถสังเกตเห็นกับดักฝุ่นใกล้กับดาวฤกษ์แม่ของพวกเขาซึ่งมีกลไกการทำงานแบบเดียวกันอยู่ กับดักฝุ่นดังกล่าวจะเป็นที่ประคองดาวเคราะห์ที่เกิดใหม่”
เมื่ออนุภาคขนาดใหญ่เคลื่อนย้ายไปยังพื้นที่ที่มีแรงดันสูงกว่าดักฝุ่นจึงมีรูปร่าง เพื่อตรวจสอบผลการวิจัยของพวกเขานักวิจัยได้ใช้แบบจำลองคอมพิวเตอร์เพื่อแสดงให้เห็นว่าบริเวณที่มีแรงดันสูงอาจเกิดขึ้นจากการเคลื่อนที่ของก๊าซที่ขอบเปิด มันตรงกับการสังเกตของแผ่นดิสก์ Oph IRS 48
“ การรวมกันของแบบจำลองการทำงานและการสังเกตคุณภาพสูงของ ALMA ทำให้เป็นโครงการที่ไม่เหมือนใคร” Cornelis Dullemond จากสถาบันดาราศาสตร์ฟิสิกส์ในไฮเดลเบิร์กประเทศเยอรมนีซึ่งเป็นผู้เชี่ยวชาญเรื่องวิวัฒนาการของฝุ่นและการสร้างแบบจำลองดิสก์และสมาชิกของทีม . “ ในช่วงเวลาที่ได้รับการสังเกตเหล่านี้เรากำลังทำงานกับแบบจำลองเพื่อทำนายโครงสร้างประเภทนี้: ความบังเอิญที่โชคดีมาก”
“ โครงสร้างที่เราเห็นด้วย ALMA นี้สามารถลดขนาดลงเพื่อแสดงถึงสิ่งที่อาจเกิดขึ้นในระบบสุริยะชั้นในที่ซึ่งดาวเคราะห์หินคล้ายโลกจะก่อตัวขึ้น” Birnstiel กล่าว “ ในกรณีของการสังเกตเหล่านี้เราอาจเห็นบางสิ่งคล้ายกับการก่อตัวของแถบไคเปอร์ของดวงอาทิตย์หรือเมฆออร์ตซึ่งเป็นพื้นที่ของระบบสุริยะของเราที่เชื่อว่าดาวหางเกิดขึ้น”
เช่นเดียวกับโรงงานในฝันในวัยเด็กของเรา ALMA ยังอยู่ระหว่างการปรับปรุง การสังเกตที่ไม่เหมือนใครเหล่านี้ถ่ายด้วยเครื่องรับ ALMA Band 9 ซึ่งเป็นเครื่องมือที่ทำในยุโรปซึ่งอนุญาตให้ ALMA ส่งมอบภาพที่คมชัดและมีรายละเอียดมากที่สุด
“ การสังเกตเหล่านี้แสดงให้เห็นว่า ALMA สามารถส่งมอบวิทยาศาสตร์การเปลี่ยนแปลงได้แม้ว่าจะมีการใช้งานเต็มรูปแบบน้อยกว่าครึ่งหนึ่งก็ตาม” Ewine van Dishoeck จากหอดูดาวไลเดนซึ่งเป็นผู้สนับสนุนหลักให้กับโครงการ ALMA มานานกว่า 20 ปี . “ การกระโดดอย่างไม่น่าเชื่อทั้งความไวและความคมชัดของภาพในย่านความถี่ 9 ทำให้เรามีโอกาสได้ศึกษาแง่มุมพื้นฐานของการก่อตัวดาวเคราะห์ในรูปแบบที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน”
Original Story Source: ESO News Release สำหรับการอ่านเพิ่มเติม: NRAO News Release
