ALMA gezegen oluşumunun tozlu alanını gözlemledi

Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizisi (ALMA), yeni oluşmuş gezegenlerin yörüngeleri dışında, gezegen oluşturucu bir malzeme olan yüksek konsantrasyondaki toz tanelerini tespit ederek bir gezegen oluşum bölgesini başarıyla gözlemledi.

O zamanlar doktora derecesine sahip olan Kiyoaki Doi liderliğindeki uluslararası bir araştırma ekibi. Japonya Ulusal Astronomi Gözlemevi (NAOJ)/İleri Araştırmalar Yüksek Lisans Üniversitesi (SOKENDAI) öğrencisi ve şu anda Max Planck Astronomi Enstitüsü’nde doktora sonrası araştırmacı olarak görev yapan araştırmacı, PDS 70 adı verilen genç bir yıldızın etrafındaki proto-gezegen diskinin yüksek çözünürlüklü gözlemlerini gerçekleştirdi. ALMA ile 3 mm’lik bir dalga boyu.

Nesne bilinen iki gezegene ev sahipliği yapıyor ve yeni ALMA gözlemleri gezegen yörüngelerinin dışında lokalize toz tanecikleri birikimini ortaya çıkardı. Bu bulgu, halihazırda oluşmuş gezegenlerin, bir gezegen için gerekli malzemeyi biriktirdiğini ve bir sonraki gezegenin potansiyel oluşumunu kolaylaştırdığını öne sürüyor. Bu çalışma, güneş sistemi gibi birden fazla gezegenden oluşan gezegen sistemlerinin oluşum sürecinin ortaya çıkarılmasına katkı sağlıyor.

“ALMA Band 3 Gözlemleriyle Ortaya Çıkan PDS 70 Diskinin Asimetrik Toz Birikimi” başlıklı makale, dergide yayına kabul edildi. Astrofizik Günlük Mektupları. öyle mevcut üzerinde arXiv ön baskı sunucusu.

Bugüne kadar güneş sisteminin içinde ve dışında 5.000’den fazla gezegen tespit edildi. Bazı durumlarda birden fazla gezegenden oluşan gezegen sistemleri oluştururlar. Bu gezegenlerin, genç yıldızları çevreleyen proto-gezegen disklerindeki mikron büyüklüğündeki toz taneciklerinden kaynaklandığına inanılıyor. Ancak bu toz taneciklerinin nasıl lokal olarak birikerek gezegen sistemlerinin oluşumuna yol açtığı bilinmiyor.

PDS 70, halihazırda oluşmuş gezegenlere sahip bilinen tek gök cismidir. onaylandı bir proto-gezegensel disk içinde optik ve kızılötesi gözlemlerle. Bu nesnedeki toz taneciklerinin dağılımının ortaya çıkarılması, halihazırda oluşmuş gezegenlerin çevredeki proto-gezegen diskiyle nasıl etkileşime girdiğine ve sonraki gezegen oluşumunu potansiyel olarak nasıl etkilediğine dair fikir verecektir.

0,87 mm’de ALMA ile yapılan önceki gözlemler, gezegen yörüngelerinin dışındaki toz taneciklerinden kaynaklanan halka şeklindeki emisyonları ortaya çıkarmıştı. Ancak emisyon kaynağı optik olarak kalın (opak, yakın taraftaki toz tanecikleri arkalarındakileri gizleyecek şekilde) olabilir ve gözlemlenen emisyon dağılımı, toz taneciklerinin dağılımını doğru şekilde yansıtmayabilir.

Kiyoaki Doi liderliğindeki araştırmacılar, ALMA ile 3 mm dalga boyunda PDS 70 çevresindeki proto-gezegen diskinin yüksek çözünürlüklü gözlemlerini gerçekleştirdi. 3 mm’deki gözlemler optik olarak daha incedir (daha şeffaftır), toz taneciklerinin daha güvenilir şekilde dağılımını sağlar.

3 mm’deki yeni gözlemler, önceki 0,87 mm’lik gözlemlerden farklı bir dağılım gösterdi ve toz emisyonunun gezegenlerin dışındaki toz halkası içinde belirli bir yönde yoğunlaştığını ortaya çıkardı. Bu durum, gezegenlerin yapı taşı olan toz taneciklerinin dar bir bölgede birikerek yerel bir yığın oluşturduğunu akla getiriyor.

Gezegenlerin dışındaki toz yığını, halihazırda oluşmuş gezegenlerin kendilerini çevreleyen diskle etkileşime girdiğini ve toz taneciklerini yörüngelerinin dış kenarında dar bir bölgede yoğunlaştırdığını gösteriyor. Bu kümelenmiş toz taneciklerinin büyüyerek yeni bir gezegene dönüştüğü düşünülüyor.

Gezegen sistemlerinin oluşumu, güneş sistemi gibi, gezegenlerin içten dışa doğru sıralı olarak bu sürecin tekrarlanmasıyla oluşmasıyla açıklanabilir. Bu çalışma, halihazırda oluşmuş gezegenlerin çevreleriyle nasıl etkileşime girdiğini ve bir sonraki gezegenin oluşumunu tetiklediğini gözlemsel olarak yakaladı ve gezegen sistemi oluşumuna ilişkin anlayışımıza katkıda bulundu.

Bu çalışmayı yürüten Kiyoaki Doi şöyle diyor: “Bir gök cismi, her biri farklı dalga boylarında radyasyon yayan birden fazla bileşenden oluşur. Dolayısıyla aynı nesneyi birden fazla dalga boyunda gözlemlemek, hedefe yönelik benzersiz bir perspektif sunar.

“PDS 70’de gezegenler optik ve kızılötesi dalga boylarında keşfedilirken, protogezegen diski milimetre dalga boylarında gözlemlendi. Bu çalışma, diskin ALMA’nın gözlem dalga boyu aralığında bile farklı morfolojiler sergilediğini gösteriyor.

“Bu, ALMA ile çoklu dalga boyu gözlemleri de dahil olmak üzere çeşitli dalga boylarında gözlemlerin önemini vurgulamaktadır. Bir hedefin birden fazla bileşenini, farklı teleskoplarla çeşitli gözlem ayarlarıyla gözlemlemek, tüm sistemin kapsamlı bir şekilde anlaşılması için gereklidir.”