Teleskop Jamesa Webba obserwował 72 młode gwiazdy podobne do Słońca i pokazał, że narodziny planet to wyścig z czasem. Kluczowy materiał budulcowy w dyskach gazowo-pyłowych wokół takich gwiazd stopniowo ucieka w przestrzeń, więc „okno” na powstanie planet nie jest otwarte bez końca.
Planety rosną, ale dysk jednocześnie znika.
Wokół bardzo młodych gwiazd krążą protoplanetarne dyski, czyli wirujące „talerze” gazu i pyłu. To z nich powstają planety. Zespół astronomów, korzystając z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, sprawdził, jak szybko i w jaki sposób ten materiał znika. Jak opisano w artykule na Space.com, to najdokładniejsze jak dotąd spojrzenie na to, jak ulatnianie się materii zmienia warunki do budowy planet w układach podobnych do naszego.
Gazowe olbrzymy muszą się spieszyć.
Wynik jest prosty w konsekwencjach: duże planety gazowe, takie jak Jowisz czy Saturn, potrzebują ogromnych ilości gazu, by zbudować masywne atmosfery. Jeśli dysk staje się zbyt ubogi, szansa na utworzenie „gazowego olbrzyma” szybko maleje. Mniejsze, skaliste światy nie są aż tak zależne od tego, czy w otoczeniu gwiazdy wciąż jest dużo gazu.
Jak dysk traci materiał w różnych etapach?
Badacze wykorzystali instrument MIRI na pokładzie Webba i śledzili ruchy wodoru cząsteczkowego, jednego z najpowszechniejszych składników dysków. Ponieważ obserwowane gwiazdy reprezentowały różne fazy rozwoju młodych układów, dało się ułożyć te „migawki” w rodzaj filmu pokazującego, jak z czasem zmienia się ucieczka materii.
Ważne jest też to, że nie działa jeden, stały mechanizm. Na wcześniejszych etapach dominują silne, napędzane magnetycznie dżety i wiatry, które wynoszą materiał z dysku. Później, gdy dysk robi się cieńszy i światło gwiazdy łatwiej przez niego przechodzi, te procesy słabną. Wtedy większą rolę zaczyna odgrywać promieniowanie o wysokiej energii, które jonizuje gaz i „wydmuchuje” go w przestrzeń. Ten proces nazywa się fotoewaporacją.
Co to zmienia w opowieści o Układzie Słonecznym?
Takie obserwacje pomagają lepiej zrozumieć, dlaczego Układ Słoneczny ułożył się właśnie tak, a nie inaczej, gdy Słońce było młode. Najprościej mówiąc, tempo „znikania” dysku ustawia zegar dla całej budowy planet: gdy gaz się kończy, możliwość tworzenia planet bogatych w gaz w praktyce się zamyka.
Zespół zapowiada dalsze kroki: sprawdzenie, ile dokładnie materii przenoszą poszczególne mechanizmy oraz gdzie w dysku działają najsilniej. To ma pomóc w tworzeniu modeli, które pokażą, jak szybko w różnych rejonach dysku kończy się formowanie planet.
Ilustracja została przygotowana z użyciem AI na bazie oryginalnego zdjęcia w celu zachowania spójności wizualnej.
Pełna treść źródłowa: Space.com
