Badania nad masywnymi gwiazdami i ich zdolnością do kształtowania układów słonecznych wciąż przynoszą nowe odkrycia. W swojej młodości gwiazdy otoczone są wirującą masą gazu i pyłu, znaną jako dysk protoplanetarny, w którym to formują się planety. Proces ten może trwać miliony lat, jednak różne masy gwiazd i emitowane przez nie promieniowanie mogą w różny sposób wpływać na formowanie się planet, a czasem nawet uniemożliwić ten proces.
Ostatnie badania, opublikowane w czasopiśmie „Science” przez Oliviera Berne’a z Instytutu Badań nad Astrofizyką i Planetologią na Uniwersytecie w Tuluzie, Francja, skupiają się na wpływie potężnego promieniowania UV emitowanego przez masywne gwiazdy na formowanie się planet w dyskach. Badanie to koncentruje się na wielkich gwiazdach w pierwszym milionie lat ich życia, kiedy to są one niezwykle jasne. Naukowcy skupili się na kilku gwiazdach w Mgławicy Oriona i jej żłobkach gwiazdowych. Gwiazdy te są co najmniej dziesięć razy większe od Słońca i 10 000 razy jaśniejsze. Jak więc ich jasność i towarzyszące jej promieniowanie wpływają na dyski, w których formują się planety?
Młode, potężne gwiazdy emitują wysokie poziomy promieniowania dalekiego ultrafioletu (FUV), które ma moc usuwania masy z dysków, w których formują się planety. Ta moc rozciąga się poza ich bezpośrednie otoczenie, docierając do dysków wokół sąsiednich, słabych gwiazd.
Badacze zbadali jeden dysk protoplanetarny, który znajduje się w zasięgu energicznych, wysokomasywnych gwiazd rezydujących w Gromadzie Trapez w sercu Mgławicy Oriona. Pięć najjaśniejszych gwiazd tej gromady ma od 15 do 30 mas słonecznych, co czyni je idealnymi kandydatami do badań nad PDRs (obszarami fotodysocjacji) w sąsiednich dyskach formujących planety.
Dysk na obrazie, d203-506, jest bombardowany intensywnym promieniowaniem FUV od masywnych gwiazd Trapezium. Promieniowanie FUV rozprasza materię w dysku, utrudniając formowanie się planet. Według badań, formowanie planety o masie Jowisza w tym dysku jest niemożliwe, ponieważ promieniowanie usuwa materię.
„Formowanie planet jest ograniczone przez procesy usuwające masę z dysku, takie jak fotoewaporacja,” piszą autorzy. „Dzieje się tak, gdy górne warstwy dysków protoplanetarnych są podgrzewane przez fotony rentgenowskie lub ultrafioletowe.” Po podgrzaniu, gaz przekracza prędkość ucieczki z dysku, a gaz opuszcza system.
Potężne promieniowanie FUV rozkłada cząsteczki wodoru na wodór atomowy. PDR oznacza przejście między wodorem cząsteczkowym a atomowym. Kiedy wodór zostaje przekształcony w atomowy, staje się cieplejszy, co pomaga w procesie fotoewaporacji wodoru.
Całość rozgrywa się stosunkowo szybko w dysku. W dysku d203-506 gwiazda ma tylko około 0,3 masy słonecznej. Badacze piszą, że w zaledwie około 0,13 miliona lat z dysku zostanie usunięta wystarczająca ilość materiału, aby uniemożliwić formowanie planety o masie Jowisza. „To szybciej niż nawet bardzo wczesne formowanie planet,” zauważają badacze.
Ale potężne promieniowanie FUV i produkowane przez nie PDRy robią więcej niż tylko uniemożliwiają formowanie gazowych gigantów. Kształtują również inne aspekty przyszłego układu słonecznego.
„Efekt wpływa na masę dysku, promień i czas trwania, jego ewolucję chemiczną oraz wzrost i migrację wszelkich formujących się w nim planet,” wyjaśniają autorzy.
Źródło: Universe Today
