Med nye instrumenter udfylder astronomer alle de stykker, der hjælper med at forklare, hvordan planeter dannes ud af udvidede skiver med gas og støv omkring nyfødte stjerner. Men astronomer har fundet en proto-planetarisk disk, der nægter at vokse op. Den er 25 millioner år gammel og har stadig ikke gjort overgangen til at danne planeter. Lee Hartmann er hos Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, og hovedforfatteren på papiret meddeler fundet.
Lyt til interviewet: Planetarisk disk, der nægter at vokse op (6 MB)
Eller abonner på Podcast: universetoday.com/audio.xml
Fraser Cain: Du har fundet den ældste planetdisk. Kan du give mig en fornemmelse af, hvor usædvanligt dette er?
Lee Hartmann: Dette handler om den ældste planetariske eller protoplanetære disk. Den ældste, vi har fundet før, var noget som 10 millioner år gammelt, så dette er cirka 2 til 2,5 gange så gammelt som alt, hvad vi har fundet før.
Fraser: Var det en stor overraskelse at finde noget så gammelt?
Hartmann: Ja, det ser ud til, at halvdelen eller flere af stjerner har en eller anden form for udvidet støvet disk med noget, der ville gøre planeter. I en alder af omkring en million år eller deromkring. Og så med 10 millioner år eller deromkring er du glade for at lide 10% af alle stjerner eller måske endda mindre end det. Så at finde denne ting to gange i alderen var virkelig temmelig bemærkelsesværdig. Vi troede, at vi i 20 millioner år virkelig ville være nede for noget, der stadig havde støv omkring det, der meget lignede en planetarisk disk.
Fraser: Hvad kunne holde disken stabil så længe?
Hartmann: Det er ikke rigtigt klart. Det centrale system i dette tilfælde er faktisk en tæt binær stjerne, og så det er muligt - i modsætning til en enkelt stjerne i vores solsystem - der er to, næsten lige store stjerner, der kredser rundt i en meget tæt bane og skønt noget er størrelsen på et eller andet sted mellem Merkurius bane og Venus 'bane; noget så stort. Det kan være en slags oprivende ting, fordi hver stjerne har sin egen tyngdekraft, og når de bevæger sig rundt, kan de skære op disken og omrøre partiklerne. Hvad vi mener, at der skabes planeter, er, at støvet, de små støvkaniner, slags stikker elektrostatisk i små små klumper, og så bliver det større og større. Og det laver klipper, og så gør det ting, der ligner asteroider og til sidst planeter. Og planetdannelsesstadiet er det, der virkelig renser alt dette støv. Og så den proces anses for at være meget delikat og ting slags afvikles over tidsskalaer fra tusinder til millioner af år. Det er muligt, at hvis du kaster den lidt op, holder partiklen suspenderet, så klæber de sig ikke rigtig godt sammen og går ikke gennem resten af planetdannelsesprocessen, som de fleste andre stjerner gør.
Fraser: Hvor almindeligt ville noget lignende være? Da dette er den ældste, der er fundet, tror du, at der er andre i nærheden, eller er dette bare en total fluke?
Hartmann: Det er svært at forestille sig, at der kun er en af disse ting i galaksen, hvad så meget som hele universet. Men dette skal være en meget sjælden forekomst så vidt vi kan fortælle. Vi kan se store klynger af stjerner, der er 30 millioner år gamle, 50 millioner år gamle, 100 millioner år gamle, og de har ikke fundet noget lignende i flere hundrede eller endda tusinder af stjerner i alt. Det er sandsynligvis 1 ud af 1000, eller noget lignende. Det er sådan, hvad jeg ville gætte, men det er svært at vide. Vi har ikke set nøje på disse ting. Vi har ikke været i stand til det for nylig. Spitzer-rumteleskopet har lige så meget mere følsomhed end noget andet, vi var i stand til at gøre før. Det er netop lavet faktorer, hundrede tusinder af gange, som vores evne til at opdage svage kilder som denne ting er. Vi tager lige de første babytrin for at udforske hvad der er derude og i vores eget kvarter. Med Spitzer-teleskopet begynder de at se på nogle af disse andre klynger, de bekræfter, at det dobbelte af dette systems alder, mindre end 1 ud af 1000, er sådan. Det er virkelig et ret unikt system. Vi må have fanget det under nogle særlige omstændigheder.
Fraser: Tror du, at det kunne gå i millioner og millioner af år mere. Er dette stadig en tidlig alder for det?
Hartmann: Dette er noget, vi ikke forstår godt. Og en af grundene til at studere disse slags systemer er, at vi virkelig har brug for meget hjælp til at forstå fysik i dette. Fysikken i, hvordan planeter dannes ud fra dybest set støvkaniner til at begynde med. Det er bare en så kompliceret proces, og der er alle slags ting, som vi ikke helt forstår, at vi virkelig har brug for flere undersøgelser af disse ting. Jeg ved ikke rigtig, hvad der vil ske med dette system. Min egen mening er, at det sandsynligvis ikke vil gå videre og koagulere i planeter, hvis det ikke allerede har gjort det. Teorien antyder, at der er en slags tærskel, som du skal opfylde. Du skal have lige nok ting til at få det til, for virkelig at komme over pukkelen ved at lave større kroppe, som derefter kan feje alt det mindre støv ud og rydde disken ud. Hvis du aldrig kommer til denne tærskel, fremstiller du måske aldrig planeter. Min gæt er, at det måske bare peter ud, og nogle af støvkornene vil enten blive sprængt eller spiral langsomt ind i stjernen, og det er slutningen på det, men vi forstår ikke rigtig.
Fraser: Har planets dannende diske været set omkring binære systemer før?
Hartmann: Ja, hvis jeg bare kan kvalificere mig til at sige, at vi antager, at disse diske laver planeter. Vi har ikke rigtig haft den komplette rygerpistol til at sige, at disse støvede diske faktisk fremstiller planeter. Jeg synes, det er en meget stærk sandsynlighed, fordi vi ser alt dette fordelt støv omkring meget unge stjerner, og så er det hele væk. Vi ved, at vi er nødt til at koagulere alt støvet og få de små ting og lægge det i store ting for at fremstille planeter. Så det er den antagelse, vi laver, men jeg ville bare sige, at vi faktisk ikke har tilknyttet prikkerne om det emne.
Fraser: Okay, er der så set diske omkring binære systemer som dette?
Hartmann: Ja, det har de. Dette problem er, at dybest set kan du ikke have disken i samme størrelsesbane som den binære bane. Den anden stjerne sluger bare alt støvet op, eller fordamper det eller sprænger det væk. På den anden side, hvis du har en meget bred binær, hvis du har noget, hvor den anden stjerne er meget langt, kan du have en disk godt inde i den binære, og den ved ikke, at der er en anden stjerne, der kredser rundt. Vi kredser rundt om solen, og Jupiter er derude ved adskillige astronomiske enheder, og det skaber kun små forstyrrelser på Jorden. Tilsvarende kan du have et system, hvor de to stjerner er relativt tæt på hinanden, og disken er godt uden for det ydre område. Og så på den disk ser det næsten ud som om der er en enkelt stjerne. Det er ikke ligesom det, fordi de to stjerner kredser rundt, så tyngdekraften klynger den lidt op. Men det er ikke så langt væk fra bare at have et enkelt objekt. Så længe disken enten er meget større end den binære eller mindre end den binære, har du det godt. Hvis disken er meget større end den binære, kan den dog være så spændende og så spredt, at den aldrig virkelig koagulerer effektivt i planeter. Det er noget, vi gerne ville forudsige, men det er ikke noget, vi er i stand til at demonstrere observationelt endnu.
Fraser: Har du nogle følg med på observationer, der er planlagt til dette?
Hartmann: Hvad jeg tror, vi gerne vil prøve at gøre, er at få længere observationer af bølgelængden for at se, hvor disken slutter, for i dette sæt observationer siger vi dybest set, at der er en disk, men vi ved ikke, hvordan stort er det. Spørgsmålet er, er der noget uden for dette system, der også kan forstyrre disken. Det kan endda være et tredobbelt system for alt, hvad vi ved, med en meget bredere ledsager, der er lav masse, og vi ikke har set. Og det kunne virkelig være at kaste det op og forhindre, at disken i det mindste lader planeter koagulere. Og så er den anden ting, vi forsøger at gøre, at vi forsøger at identificere andre systemer som dette, der også er 20 millioner år gamle, 30 millioner år gamle. Hvis vi kan finde flere af disse ting, bare for at se, hvor almindelige de er, og om de alle er binære filer, eller hvad der er specielt ved dem, der gør dem i stand til at vare så længe. Grundlæggende er det, vi forsøger at gøre, se processen, hvordan en disk bliver til planeter, men det tager naturligvis millioner af år, så du kan ikke følge det igennem - i det mindste kan jeg ikke følge det igennem. Det er som at tage et øjebliksbillede af en befolkning. Du har gamle mennesker og unge og babyer og så videre. Og du prøver at udlede, hvordan udviklingen går fra at sætte de forskellige stykker sammen. Og så er nogle mennesker store, eller bedre ernærede, og de har en anden kultur eller hvad som helst, og du prøver at se, hvad forskellige effekter har på befolkningen fra det øjebliksbillede. At prøve at finde andre systemer, der er som dette, er en måde at udføre eksperimentet for at se, hvad der sker, hvis du har en meget bredere binær, eller hvad der sker, hvis det er en anden massestjerne i midten. Vi kan virkelig ikke udføre eksperimentet, men hvis vi finder nok forskellige slags objekter som dette, så har naturen gjort eksperimentet forskellige steder, og vi er bare nødt til at gå ud og se på det.
Denne opdagelse blev oprindeligt annonceret i Space Magazine den 19. juli 2005.
