IMA LI PROTOPLANETARNI DISK DOVOLJNO MATERIJALA ZA FORMIRANJE PLANETA

Carlo Manara, A. Morbidelli i T. Guillot, autori su članka koji dovodi u pitanje važeću teoriju o formiranju planetarnih sistema. U njihovom članku, objavljenom u časopisu Astronomy Astrophysics, navedeni su podaci koji ukazuju na to da diskovi gasa i prašine u orbiti oko novoformiranih zvijezda, nemaju dovoljno materijala koji bi omogućio formiranje ovih sistema.

Formiranje planetarnih sistema

Postojanje planetarnih sistema, izvan našeg Sunčevog sistema, nije bilo moguće dokazati sve do 1990-tih godina. S obzirom na enormne udaljenosti, objekte oko drugih zvijezda nije se moglo posmatrati direktno, tako da su, vremenom, razvijene određene tehnike za njihovu posrednu detekciju. Te tehnike, uz razvoj većih i boljih teleskopa, dovele su do otkrića hiljada planeta izvan našeg Sistema. Najmanje 30% zvijezda ima planete (Zhu et al. 2018.), a imajući u vidu nesavršenost naše tehnike, razumno je pretpostaviti i to da planete kruže gotovo oko svake zvijezde u galaksiji. Slično tome, u klasterima mlađim od 2 miliona godina, 60–80% zvijezda ima ove diskove (Fedele et al. 2010.).

Više je teorija o formiranju planetarnih sistema, od kojih možda najviše pristalica ima ona koja pretpostavlja njihovo formiranje iz protoplanetarnog diska. Pretpostavka je da se ogromne količine gasa i prašine grupišu u nekom kutku galaksije. Pod uticajem gravitacije ova materija počinje da se zgušnjava i postepeno rotira. Rotacijom se stvara protozvjezdani disk na koji i dalje djeluje gravitacija koja najveći dio materije skupi u jednu kuglu iz koje eventualno nastaje zvijezda. Od ostataka materijala formiraju se planete, a po istom principu kao i matična zvijezda. Nešto materije ostaje slobodno i nastavlja da kruži u obliku kometa, asteroida ili mnogo sitnijih čestica. Primjer za ovo u Sunčevom sistemu su Asteroidni pojas, Kuiperov pojas i Oortov oblak. Količina materijala u disku trebala bi dostajati za formiranje svih navedenih tijela.

Nova studija

Manara, Morbidelli i Guillot su testirali navedenu teoriju i objavili rezultate u članku Why do protoplanetary disks appear not massive enough to form the known exoplanet population? objavljenom 25. 09. 2018. godine. Koristili su podatke prikupljene od strane Atacama Large Millimeter Array (ALMA) u Čileu. Tokom vremena, mjerili su koliko materijala sadrže protoplanetarni diskovi oko zvijezda starih 1-3 miliona godina, što je vrijeme u kojem, pretpostavlja se, planete još uvijek nisu formirane. Potom su utvrdili mase starijih zvjezdanih sistema, sa već formiranim planetama. Za ova mjerenja koristili su najnovije procjene udaljenosti zasnovane na Gaia paralaksi. Poredeći navedeno utvrdili su da materija u disku ranih zvjezdanih sistema nije dovoljna da bi se iz nje formirale planete. U diskovima je bilo znatno manje materije nego u planetarnim sistemima.
Autori nisu pokušali naći razlog za ovu protivrječnost rezultata mjerenja i teorije, ali su ponudili dva moguća objašnjenja. Prvi je formiranje planetnih jezgra, u ranoj dobi diska, periodu 0,1-1 milion godina, kada je disk dosta masivniji u odnosu na kasnije faze. Drugo, mogućnost da disk prikuplja novi materijal iz okoline, kontinuirano tokom svog vijeka, tako da ukupni materijal dostupan za formiranje planeta znatno premašuje onaj utvrđen našim mjerenjima, izvršenim u bilo kojem periodu vijeka diska.
Također treba ostaviti mogućnost i da naša oprema još uvijek nije dovoljno dobra da bi registrovala cjelokupnu masu diska. Ipak, takva potcijenjenost mase morala bi biti viša od jednog reda veličine (dakle mjerili bi oko deset puta manje mase u odnosu na stvarnu).
Da bi se potvrdila bilo koja od navedenih hipoteza potrebno je nastaviti mjerenja mase diskova i distribucije materije u njima (u mlađim oblastima), kao i utvrditi koliko je diskova dopunjeno okolnom materijom tokom njihovog životnog vijeka.

 

Adnan Popara

Updated: October 10, 2018 — 10:44
© 2018 Astronomsko društvo Orion. All Rights Reserved. Frontier Theme