V883 Ori, yıldızı çevreleyen diskindeki suyu gaza dönüştürmek için yeterince sıcak olan bir sıcaklığa sahip olan olağanüstü bir protostardır. Bu gaz, suyun kökenini izlemek için radyo astronomları tarafından incelenebilir. Son zamanlarda, ALMA gözlemleri kendi Güneş Sistemimizdeki suyun, Evrenin diğer bölümlerindeki protoyıldızları çevreleyen disklerde bulunan suyla aynı kaynağa, yani yıldızlararası ortama sahip olabileceğini doğruladı. Kredi: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)
ALMA, Gezegen Oluşumunda Suyun Tarihinin Yıldızlararası Ortama Kadar İzini Sürüyor
Protostar V883 Ori’nin etrafında oluşan diskteki su gözlemleri, kendi Güneş Sistemimizdeki kuyruklu yıldızların ve küçük gezegenlerin oluşumu hakkında ipuçlarını ortaya çıkardı.
Yakındaki bir protostarı inceleyen bilim adamları, yıldızın etrafındaki diskinde suyun varlığını tespit ettiler. Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizgesi (ALMA) ile yapılan yeni gözlemler, suyun bir atagezegen diskine, bileşiminde önemli bir değişiklik olmadan miras kaldığına dair ilk tespite işaret ediyor. Bu sonuçlar ayrıca Güneş Sistemimizdeki suyun Güneş’ten milyarlarca yıl önce oluştuğunu gösteriyor. Yeni gözlemler 8 Mart’ta dergide yayınlandı Doğa.
Bu sanatçının izlenimi, V883 Orionis yıldızının etrafındaki gezegen oluşturan diski gösteriyor. Diskin en dış kısmında su buz gibi donar ve bu nedenle kolayca tespit edilemez. Yıldızdan gelen bir enerji patlaması, iç diski suyun gaz olduğu bir sıcaklığa ısıtır ve gökbilimcilerin onu tespit etmesini sağlar.
Ek görüntü, bu diskte incelenen iki tür su molekülünü göstermektedir: bir oksijen atomu ve iki hidrojen atomu içeren normal su ve bir hidrojen atomunun, hidrojenin ağır bir izotopu olan döteryum ile değiştirildiği daha ağır bir versiyon.
Kredi: ESO/L. Calçada
V883 Orionis, Dünya’dan yaklaşık 1.305 ışıkyılı uzaklıkta, Orion takımyıldızında bulunan bir protostardır. Bu protostarın yeni gözlemleri, bilim adamlarının benzer bileşime sahip olduklarını doğrulayarak yıldızlararası ortamdaki su ile Güneş Sistemimizdeki su arasında olası bir bağlantı bulmalarına yardımcı oldu.
V883 Ori, sıcaklığı yıldızın etrafındaki diskindeki suyun gaza dönüşmesine yetecek kadar sıcak olan ve radyo gökbilimcilerin suyun kökenini izlemesini mümkün kılan benzersiz bir önyıldızdır. Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizilimi (ALMA) ile yapılan yeni gözlemler, Güneş Sistemimizdeki suyun Evrenin başka yerlerindeki protoyıldızları çevreleyen disklerdeki su ile aynı yerden, yani yıldızlararası ortamdan gelebileceğine dair ilk doğrulamayı sağladı. Kredi: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)
“Suyun Evrendeki yolunu bir iz olarak düşünebiliriz. Ulusal Bilim Vakfı Ulusal Radyo Astronomi Gözlemevi’nden (NRAO) astronom John Tobin, “Gezegenlerde ve kuyruklu yıldızlarda su olan uç noktaların neye benzediğini biliyoruz, ancak bu izi suyun kökenlerine kadar izlemek istedik” dedi. ve yeni makalenin baş yazarı. “Şimdiye kadar, Dünya’yı kuyruklu yıldızlara ve protostarları yıldızlararası ortama bağlayabiliyorduk, ancak protostarları kuyruklu yıldızlara bağlayamıyorduk. V883 Ori bunu değiştirdi ve o sistemdeki ve Güneş Sistemimizdeki su moleküllerinin benzer bir döteryum ve hidrojen oranına sahip olduğunu kanıtladı.”
kullanma[{” attribute=””>ALMA, astronomers have detected the chemical signature of gaseous water in the planet-forming disc V883 Orionis. This acts as a timestamp for the water’s formation, allowing us to trace its journey. Credit: ESO
Observing water in the circumstellar disks around protostars is difficult because in most systems water is present in the form of ice. When scientists observe protostars they’re looking for the water snow line or ice line, which is the place where water transitions from predominantly ice to gas, which radio astronomy can observe in detail. “If the snow line is located too close to the star, there isn’t enough gaseous water to be easily detectable and the dusty disk may block out a lot of the water emission. But if the snow line is located further from the star, there is sufficient gaseous water to be detectable, and that’s the case with V883 Ori,” said Tobin, who added that the unique state of the protostar is what made this project possible.
V883 Ori’s disk is quite massive and is just hot enough that the water in it has turned from ice to gas. That makes this protostar an ideal target for studying the growth and evolution of solar systems at radio wavelengths.
Çoğu zaman, önyıldızları çevreleyen yıldız-ötesi disklerdeki su, bazen yıldızdan uzun mesafelere uzanan buz şeklindedir. V883 Ori durumunda, kar çizgisi yıldızdan 80 au uzar; bu animasyonda gösterildiği gibi, Dünya ile Güneş arasındaki mesafenin 80 katıdır. Ancak V883 Ori’deki sıcaklık, diskindeki buzun büyük bir kısmının gaza dönüşmesine yetecek kadar yüksek, bu da radyo gökbilimcilerin bu suyu ayrıntılı olarak incelemesini mümkün kılıyor. Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizisi (ALMA) ile yapılan yeni gözlemler, V883 Ori’nin diskindeki suyun Güneş Sistemimizdeki nesneler üzerindeki su ile aynı temel bileşime sahip olduğunu ortaya çıkardı. Bu, kendi Güneş Sistemimizdeki suyun yıldızlararası ortamda Güneş’ten milyarlarca yıl önce oluştuğunu gösteriyor. Kredi: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), J. Tobin, B.Saxton (NRAO/AUI/NSF)
ALMA NSF Program Sorumlusu Joe Pesce, “Bu gözlem, ALMA cihazının astronomların Dünya’daki yaşam için hayati derecede önemli olan bir şeyi incelemelerine yardımcı olma konusundaki üstün yeteneklerini vurguluyor: su” dedi. “Galaksinin daha uzak bölgelerinde görülen, Dünya’da bizim için önemli olan temel süreçleri anlamak, aynı zamanda doğanın genel olarak nasıl çalıştığına ve Güneş Sistemimizin bildiklerimize dönüşmesi için gerçekleşmesi gereken süreçlere ilişkin bilgimize de fayda sağlar. Bugün.”
Ekip, V883 Ori’nin protogezegen diskindeki suyu kendi Güneş Sistemimizdekine bağlamak için ALMA’nın son derece hassas Band 5 (1,6 mm) ve Band 6 (1,3 mm) alıcılarını kullanarak bileşimini ölçtü ve her aşama arasında nispeten değişmeden kaldığını buldu. güneş sisteminin oluşumu: protostar, protoplanetary disk ve kuyruklu yıldızlar. “Bu, Güneş Sistemimizdeki suyun Güneş, gezegenler ve kuyruklu yıldızlar oluşmadan çok önce oluştuğu anlamına geliyor. Yıldızlararası ortamda bol miktarda su buzu olduğunu zaten biliyorduk. Michigan Üniversitesi’nden astronom ve makalenin ortak yazarlarından Merel van ‘t ‘Hoff, “Sonuçlarımız, bu suyun oluşumu sırasında doğrudan Güneş Sistemine dahil olduğunu gösteriyor” dedi. “Bu, diğer gezegen sistemlerinin de büyük miktarlarda su almış olması gerektiğini öne sürdüğü için heyecan verici.”
Bilim adamları, Güneş Sistemimizdeki suyun kökenini ararken, Dünya’dan 1.305 ışıkyılı uzaklıkta bulunan benzersiz bir protostar olan V883 Orionis’e odaklandılar. Diğer protostarlardan farklı olarak, V883 Ori’yi çevreleyen yıldızın çevresi disk, içindeki suyun buzdan gaza dönüşmesine yetecek kadar sıcaktır, bu da bilim adamlarının Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizisindekiler gibi radyo teleskopları kullanarak bileşimini incelemesini mümkün kılar ( ALMA). Protostarın radyo gözlemleri, suyu (turuncu), bir toz sürekliliğini (yeşil) ve moleküler gazı (mavi) ortaya çıkardı; kökenler. Kredi: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), J. Tobin, B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)
Kuyruklu yıldızların ve küçük gezegenlerin gelişiminde suyun rolünü açıklığa kavuşturmak, kendi Güneş Sistemimizin nasıl geliştiğine dair bir anlayış oluşturmak için çok önemlidir. Güneş’in yoğun bir yıldız kümesinde oluştuğuna inanılmasına ve V883 Ori’nin yakınlarda yıldızlar olmadan nispeten izole olmasına rağmen, ikisinin kritik bir ortak noktası var: ikisi de dev moleküler bulutlarda oluşmuş.
“Yıldızlararası ortamdaki su kütlesinin bulutlardaki minik toz taneciklerinin yüzeyinde buz olarak oluştuğu biliniyor. Bu bulutlar kendi yerçekimleri altında çöküp genç yıldızları oluşturduklarında, su etraflarındaki disklerde son bulur. Sonunda, diskler gelişir ve buzlu toz taneleri pıhtılaşarak gezegenler ve kuyruklu yıldızlarla yeni bir güneş sistemi oluşturur” dedi. “Bulutlarda üretilen suyun neredeyse hiç değişmeden bu yolu izlediğini gösterdik. Dolayısıyla, V883 Ori diskindeki suya bakarak, aslında zamanda geriye dönüp kendi Güneş Sistemimizin çok daha gençken nasıl göründüğünü görüyoruz.”
V883 Orionis, Dünya’dan yaklaşık 1.305 ışıkyılı uzaklıkta, Orion takımyıldızında bulunan bir protostardır. Kredi: ESO/IAU ve Sky & Telescope
Tobin, “Şimdiye kadar, Güneş Sistemimizin gelişimindeki su zinciri kırılmıştı. V883 Ori, bu durumda kayıp halka ve artık kuyruklu yıldızlardan ve protoyıldızlardan yıldızlararası ortama kadar uzanan su soyunda kırılmamış bir zincire sahibiz.”
Bu keşif hakkında daha fazla bilgi için bkz. Dünyadaki Su Güneşimizden Daha Yaşlıdır.
Referans: John J. Tobin, Merel LR van ‘t Hoff, Margot Leemker, Ewine F. van Dishoeck, Teresa Paneque-Carreño, Kenji Furuya, Daniel Harsono, “Döteryumla zenginleştirilmiş su, gezegen oluşturan diskleri kuyruklu yıldızlara ve protoyıldızlara bağlar” Magnus V. Persson, L. Ilsedore Cleeves, Patrick D. Sheehan ve Lucas Cieza, 8 Mart 2023, Doğa.
DOI: 10.1038/s41586-022-05676-z
