Felfedi a sziklás bolygó titkait a kozmikus végeken

A csillagászok olyan molekulák csoportját találják, amelyek a sziklás bolygók építőkövei közé tartoznak.

Az űr zord környezet, de egyes területek zordabbak, mint mások. A Rák-köd néven ismert csillagképző régió galaxisunk legnagyobb tömegű csillagainak ad otthont. A nagy tömegű csillagok melegebbek, ezért nagyobb mennyiségű ultraibolya sugárzást bocsátanak ki. Ez az ultraibolya fény megfürdeti a bolygóképző korongokat a közeli csillagok körül. A csillagászok arra számítanak, hogy az ultraibolya sugárzás számos kémiai molekulát lebont. Azonban, James Webb űrteleszkóp Fedezze fel a különböző molekulákat az egyik lemezen, beleértve a vizet, szén-monoxidot, szén-dioxidot, hidrogén-cianidot és acetilént. Az ilyen molekulák a sziklás bolygók építőkövei közé tartoznak.

Ez egy művész benyomása egy fiatal csillagról, amelyet egy protoplanetáris korong vesz körül, amelyben bolygók alakulnak ki. Kredit: Esso

A Webb Űrteleszkóp felfedi, hogy szélsőséges környezetben is kialakulhatnak sziklás bolygók

Egy nemzetközi csillagászcsapat a NASA James Webb űrteleszkópját használta arra, hogy galaxisunk egyik legszélsőségesebb környezetében végezze el a víz és más molekulák első megfigyelését a bolygók sziklás, erősen sugárzott belsejében. Ezek az eredmények arra utalnak, hogy a sziklás bolygók kialakulásának körülményei a korábban gondoltnál szélesebb körű lehetséges környezetekben fordulhatnak elő.

Az első eredmények a XUE programból

Ezek a James Webb Extreme Ultraviolet (XUE) űrteleszkóp első eredményei, amely a bolygóképző korongok (hatalmas, forgó gáz-, porfelhők és kőzetdarabkák, ahol bolygók keletkeznek és fejlődnek) jellemzésére összpontosít hatalmas csillagokban. régiókat alkotva. Ezek a régiók valószínűleg azt a környezetet képviselik, amelyben a legtöbb bolygórendszer kialakult. A környezet bolygóképződésre gyakorolt ​​hatásának megértése fontos a tudósok számára, hogy betekintést nyerjenek a különböző típusú exobolygók sokféleségébe.

A rákköd tanulmányozása

A XUE program összesen 15 korongot céloz meg a Rák-köd (más néven NGC 6357) három régiójában, egy nagy emissziós ködben, amely körülbelül 5500 fényévre van a Földtől a Skorpió csillagképben. A Rák-köd az egyik legújabb és legközelebbi tömeges csillagképző komplexum, amely galaxisunk legmasszívabb csillagainak ad otthont. A nagy tömegű csillagok melegebbek, ezért több ultraibolya sugárzást bocsátanak ki. Ez szétszórhatja a gázt, így a korong várható élettartama akár egymillió évre is rövidíthető. Webbnek köszönhetően a csillagászok most már tanulmányozhatják az ultraibolya sugárzás hatását a Napunkhoz hasonló csillagok körüli protoplanetáris korongok belső földi bolygóképző régióira.

Egyedülálló webes lehetőségek

„A Webb az egyetlen olyan távcső, amely alkalmas térbeli felbontással és érzékenységgel a bolygóképző korongok tanulmányozására a hatalmas csillagkeletkezési régiókban” – mondta Maria Claudia Ramírez Tanos, a németországi Max Planck Csillagászati ​​Intézet munkatársa.

A csillagászok célja a rákköd bolygóképző sziklás korongjainak fizikai tulajdonságainak és kémiai összetételének jellemzése Webb közép-infravörös (MIRI) műszerén található közepes felbontású spektrométerek segítségével. Ez az első eredmény egy XUE 1 nevű protoplanetáris lemezre összpontosít, amely a Pismis 24 csillaghalmazban található.

„Csak a MIRI hullámhossz-tartománya és spektrális felbontása teszi lehetővé számunkra, hogy megvizsgáljuk a meleg gáz és por molekuláris készletét és fizikai körülményeit, ahol sziklás bolygók keletkeznek” – tette hozzá Arjan Beck, a svédországi Stockholmi Egyetem munkatársa.

Tekintettel az NGC 6357-ben található számos hatalmas csillag közelében, a tudósok arra számítanak, hogy az XUE 1 élete során folyamatosan nagy mennyiségű ultraibolya sugárzásnak volt kitéve. Ebben az extrém környezetben azonban a csapat még mindig felfedezett egy olyan molekulacsoportot, amely a földi bolygók építőköveit alkotja.

„Azt találtuk, hogy az XUE 1 körüli belső lemez rendkívül hasonló a közeli csillagkeletkezési régiókban találhatóakhoz” – mondta Reins Waters, a holland Radboud Egyetem munkatársa. „Vízt és más molekulákat, például szén-monoxidot, szén-dioxidot, hidrogén-cianidot és acetilént észleltünk. A talált kibocsátások azonban gyengébbek voltak, mint egyes modellek előre jelezték. Ez a korong kis külső sugarát jelentheti.”

Lars Kuijpers, a Radboud Egyetem munkatársa hozzátette: „Meglepődtünk és izgatottak voltunk, mert ez az első alkalom, hogy ilyen extrém körülmények között észlelték ezeket a molekulákat.” A csapat apró, részben kristályos szilikátport is talált a korong felületén. Ezeket a sziklás bolygók építőköveinek tekintik.

Következmények a sziklás bolygó kialakulására

Ezek az eredmények jó hírt jelentenek a sziklás bolygók kialakulása szempontjából, mivel a kutatócsoport megállapította, hogy a belső korong körülményei hasonlóak a közeli csillagkeletkezési régiókban található, jól tanulmányozott korongokhoz, ahol csak kis tömegű csillagok alakulnak ki. Ez arra utal, hogy a sziklás bolygók sokkal szélesebb körben alakulhatnak ki, mint azt korábban gondolták.

A csapat rámutat arra, hogy a XUE program fennmaradó megfigyelései döntő fontosságúak e feltételek közös vonásainak azonosításához.

„A XUE 1 megmutatja nekünk, hogy a sziklás bolygók kialakulásához szükséges feltételek fennállnak, ezért a következő lépés annak ellenőrzése, hogy ez mennyire gyakori” – mondja Ramirez-Taños. „Megfigyelünk más lemezeket ugyanazon a területen, hogy meghatározzuk, milyen gyakorisággal lehet ezeket a feltételeket megfigyelni.”

Ezeket az eredményeket ben tették közzé a Astrophysical Journal.

Hivatkozás: „XUE: Molekuláris leltár egy erősen besugárzott protoplanetáris korong belső régiójában”, készítette: María Claudia Ramírez-Taños, Arjan Beck, Lars Kuijpers, Reins Waters, Christian Goebel, Thomas Henning, Inga Kamp, Thomas Prebisch, Konstantin F. Getman, Germán Chaparro, Pablo Cuartas-Restrepo, Alex D. Cotter, Eric D. Vigilson, Sierra L. Grant, Thomas J. Elena Sabbi, Benoit Taboni, Andrew J. Winter, Anna F. McLeod, Roy van Bokel és Circus E. Van Terwisja, 2023. november 30. a Astrophysical Journal Letters.
doi: 10.3847/2041-8213/ad03f8

A James Webb Űrteleszkóp a világ vezető űrtudományi obszervatóriuma. Webb megfejti naprendszerünk titkait, kitekint a többi csillag körüli távoli világok mögé, és feltárja univerzumunk titokzatos szerkezetét és eredetét, valamint a benne elfoglalt helyünket. A WEB egy nemzetközi vezetésű program NASA Partnereivel az Európai Űrügynökség (ESA)Európai Űrügynökség) és a Kanadai Űrügynökség.