Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Stare gwiazdy podwójne mogą dawać początek nowym planetom

Recommended Posts

Jacques Kluska i jego zespół z Katolickiego Uniwersytetu w Leuven (KU Leuven) znaleźli dowody wskazujące, że stare gwiazdy w układach podwójnych mogą tworzyć planety. Podczas prowadzonych w podczerwieni obserwacji naukowcy zauważyli 10 systemów, w których w dyskach protoplanetarnych prawdopodobnie uformowały się wielkie planety. Jeśli odkrycie się potwierdzi, będziemy musieli ponownie przemyśleć teorie dotyczące narodzin planet.

Dyski protoplanetarne do olbrzymie struktury z gazu i pyłu otaczające rodzące się gwiazdy. Dzięki ich obserwacjom wiemy, w jaki sposób powstają planety. Wszystko rozpoczyna się od stopniowego łącznia się materii w dyskach. Z czasem zlepia się jej coraz więcej, powstaje coraz większy obiekt, który dosłownie rzeźbi w dysku. Z czasem rodzi się planeta, a tam, gdzie krąży wokół gwiazdy, widać wyraźnie mniej materiału w dysku protoplanetarnym. Ten brakujący materiał utworzył planetę. Obserwując więc dyski protoplanetarne z takimi wyraźnymi przerwami w materiale, możemy odnajdować tworzące się wokół nich planety. Z obserwacji dysków protoplanetarnych wokół młodych gwiazd wiemy, że emisja w podczerwieni z tych dysków spada w miarę formowania się w nich planet.

Jednak dyski protoplanetarne istnieją nie tylko wokół młodych gwiazd. Zaobserwowano je też wokół starych układów podwójnych, w skład których wchodzi biały karzeł. To pozostałość gwiazdy, która odrzuciła swoje zewnętrzne warstwy. I to właśnie te warstwy tworzą „dysk protoplanetarny drugiej generacji” wokół takich systemów.

Kluska i jego zespół obserwowali emisję z 85 starych układów podwójnych w Drodze Mlecznej. Zauważyli, że w przypadku 10 z nich emisja w podczerwieni była niższa niż powinna. To zaś sugeruje, że mogą się tam tworzyć planety. To jednak nie wszystkie wskazówki. Okazało się bowiem, że na powierzchni białych karłów w tych systemach występuje mniejszy odsetek metali trudnotopliwych – m.in. niobu, molibdenu, wolframu, tantalu i renu – niż zwykle. To wskazuje, że metale te mogły wejść w skład tworzącej się planety, zamiast opaść na powierzchnię gwiazdy.

Belgijscy uczeni chcą teraz wykorzystać teleskopy Europejskiego Obserwatorium Południowego, za pomocą których spróbują dojrzeć ewentualne planety tworzące się w dyskach protoplanetarnych starych układów podwójnych. Jeśli im się to uda, będą mogli badać tworzenie się „planet drugiej generacji”.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Nowo odkryta planeta wielkości Neptuna ma gęstość większą od stali. Masa TOI-1853b jest niemal dwukrotnie większa niż planet jej rozmiarów. To zaś oznacza, że musi składać się ze znacznie większego odsetka skał, niż można by się spodziewać. Dlatego naukowcy z Włoch i Wielkiej Brytanii uważają, że planeta powstała w wyniku zderzenia innych planet.
      Jak czytamy na łamach Nature, zderzenie odrzuciło lżejszy materiał, jak woda i atmosfera, pozostawiając planetę złożoną w olbrzymiej mierze ze skał. W naszym Układzie Słonecznym mamy dowody na potężne kolizje między planetami. Dowodem takim jest istnienie Księżyca. Dysponujemy też dowodami na zderzenia pomiędzy mniejszymi egzoplanetami. Wiemy, że egzoplanety są niezwykle zróżnicowane. Wiele z nich nie ma odpowiedników w Układzie Słonecznym, ale często te skaliste ciała niebieskie mają podobną masę i skład do naszych lodowych olbrzymów, Neptuna i Urana, mówi doktor Phil Carter z University of Bristol.
      Naukowcy przeprowadzili symulacje komputerowe, które miały pokazać, w jaki sposób mogła powstać planeta taka jak TOI-1853b. Stwierdzili, że planety, które dały jej początek, prawdopodobnie były bogate w wodę. Musiały zderzyć się z prędkością większą niż 75 km/s, by powstała planeta o takich parametrach jak TOI-1853b, dodaje Carter.
      Odkrycie potwierdza rolę zderzeń w powstawaniu planet. Zdobyta dzięki niemu wiedza pozwala łączyć to, co wiemy o ewolucji Układu Słonecznego z ewolucją innych systemów planetarnych. To niezwykle zaskakująca planeta. Zwykle planety zawierające tak dużo skał powinny tworzyć gazowe olbrzymy, jak Jowisz, którego gęstość jest podobna do gęstości wody. Tymczasem TOI-1853b ma rozmiary Neptuna, ale jest gęstsza niż stal. Wykazaliśmy, że taka planeta może powstać, jeśli doszło do wysokoenergetycznych zderzeń innych planet, podsumowuje Jingyao Dou z Bristolu.
      Teraz badacze chcą jeszcze dokładniej przyjrzeć się TOI-1853b, spróbować dokładnie określić jej skład i poszukać ewentualnych resztek atmosfery.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Dwóch naukowców z Japonii, Patryk Sofia Lykawka i Takashi Ito, zaprezentowali wyliczenia, które mogą wskazywać, że w Pasie Kuipera znajduje się planeta wielkości Ziemi. Dziewiąta Planeta, zwana też Planetą X, jest od wielu lat przedmiotem poszukiwań. Przynajmniej od czasu, gdy w 2016 roku dwóch profesorów z Caltechu (California Institute of Technology), zaprezentowali pracę, z której wynikało, że orbity 13 odległych obiektów z Pasa Kupiera ma nietypowe podobne orbity, a można je wyjaśnić obecnością planety.
      Od czasu opublikowania pracy uczonych z Caltechu odkryto kolejne obiekty, których orbity pasowałyby do hipotezy o obecności nieznanej planety, rozpoczęto jej poszukiwania w średniowiecznych tekstach, pojawiła się też hipoteza, że w Układzie Słonecznym krąży pierwotna czarna dziura, a nie nieznana planeta.
      Patryk Sofia Lykawka z Uniwersytetu Kindai oraz Takashi Ito z Narodowego Obserwatorium Astronomicznego Japonii i Uniwersytetu Technologii w Chiba opublikowali w The Astronomical Journal pracę, w której opisują właściwości obiektów z Pasa Kuipera, które wskazują na obecność planety.
      Wykorzystaliśmy symulację komputerową problemu wielu ciał, by zbadać wpływ hipotetycznej planety w Pasie Kuipera na strukturę orbit obiektów transneptunowych znajdujących się w odległości większej niż 50 jednostek astronomicznych. Do stworzenia naszego modelu wykorzystaliśmy dane obserwacyjne, w tym dobrej jakości dane z Outer Solar System Origins Survey. Stwierdziliśmy, że obecność podobnej do Ziemi planety (o masie od 1,5 do 3 mas Ziemi), znajdującej się na odległej (półoś wielka ok. 250–500 j.a., peryhelium ok. 200 j.a.) orbicie o nachyleniu orbity wynoszącym ok. 30 stopni może wyjaśnić trzy podstawowe właściwości odległych obiektów z Pasa Kuipera: znaczącej populacji obiektów transneptunowych o orbitach poza wpływem grawitacyjnym Neptuna, znaczącą populację obiektów o wysokim nachyleniu orbity (> 45 stopni) oraz istnienie obiektów o wyjątkowo nietypowych orbitach (np. Sedna). Ponadto obecność proponowanej planety jest zgodna ze zidentyfikowanymi długoterminowo stabilnymi obiektami transneptunowymi, pozostającymi w rezonansie 2:1, 5:2, 3:1, 4:1, 5:1 i 6:1 z Neptunem. Ta populacja stabilnych obiektów jest często pomijana w innych badaniach, czytamy w artykule.
      Pas Kuipera znajduje się za orbitą Neptuna, w odległości 30–50 jednostek astronomicznych od Ziemi. Zawiera on wiele małych obiektów. To właśnie w nim znajduje się Pluton. Mianem obiektów transneptunowych określa się okrążające Słońce planetoidy znajdujące się poza orbitą Neptuna.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Astronomowie odkryli brązowego karła, którego powierzchnia jest znacznie bardziej gorąca niż powierzchnia Słońca. Tymczasem brązowe karły nie są gwiazdami. To obiekty gwiazdopodobne, których masa jest zbyt mała, by mógł w nich zachodzić proces przemiany wodoru w hel. Mają masę co najmniej 13 razy większą od Jowisza. Od olbrzymich planet różnie je to, że są zdolne do fuzji deuteru. Po jakimś czasie proces ten zatrzymuje się. Najgorętsze i najmłodsze brązowe karły osiągają temperaturę ok. 2500 stopni Celsjusza. Później stygną. Temperatura najstarszych i najmniejszych z nich to około -26 stopni.
      W najnowszym numerze Nature Astronomy naukowcy opisali brązowego karła, którego temperatura powierzchni sięga 7700 stopni Celsjusza. To znacznie więcej, niż 5500 stopni, jaką ma temperatura Słońca. Nic więc dziwnego, że gdy na początku XXI wieku po raz pierwszy zauważono ten obiekt, omyłkowo go sklasyfikowano. Dopiero powtórna analiza danych przeprowadzona przez Na'amę Hallakoun z izraelskiego Instytutu Naukowego Weizmanna i jej zespół pokazały, z czym mamy do czynienia.
      Nasz brązowy karzeł ma tan olbrzymią temperaturę, gdyż obiega po bardzo ciasnej orbicie białego karła WD 0032-317. To właśnie jego promieniowanie ogrzewa brązowego karła do tak olbrzymich temperatur. Brązowy karzeł znajduje się w obrocie sychronicznym wokół WD 0032-317, co oznacza, że jest cały czas zwrócony w jej kierunku tylko jedną stroną. To zaś powoduje olbrzymie różnice temperatur. Strona nocna brązowego karła jest aż o 6000 stopni Celsjusza chłodniejsza niż strona dzienna.
      Gdy układ ten po raz pierwszy zaobserwowano przed dwoma dziesięcioleciami, sądzono, że jest to układ podwójny dwóch białych karłów. Jednak gdy Hallakoun i jej zespół przyjrzeli się danym, zauważyli coś, co kazało im ponownie przyjrzeć się temu układowi. Mogli obserwować go rejestrując linie emisji pochodzące z dziennej strony brązowego karła. Dane były tak zaskakujące, że początkowo naukowcy sądzili, że nieprawidłowo je opracowali. Później zauważyli, że tak naprawdę obserwują układ składający się z białego karła, wokół którego krąży brązowy karzeł. Uczeni, którzy przed 20 laty zaobserwowali ten system, nie zauważyli tego, gdyż obserwowali nocną stronę brązowego karła.
      Autorzy odkrycia mówią, że przyda się ono do badania ultragorących Jowiszów, czyli olbrzymich planet krążących blisko swojej gwiazdy. Znalezienie takich planet nastręcza na tyle dużo trudności, że obecnie znamy pojedyncze planety tego typu. Dlatego też astronomowie nie od dzisiaj myślą o wykorzystaniu brązowych karłów krążących blisko gwiazd w roli modelu do badań ultragorących Jowiszów. Brązowe karły łatwiej jest obserwować.
      Układ WD 0032-317 rzuci też światło na ewolucję gwiazd. Na podstawie obecnie obowiązujących modeli naukowcy stwierdzili, że brązowy karzeł ma kilka miliardów lat. Z kolei niezwykle wysoka temperatura białego karła WD 0032-317 wskazuje, że istnieje on zaledwie od około miliona lat. Co więcej, ma on masę zaledwie 0,4 mas Słońca. Zgodnie z obowiązującymi teoriami, biały karzeł o tak małej masie nie może istnieć. Ewolucja gwiazdy do takiego stanu musiałaby bowiem trwać dłużej, niż istnieje wszechświat.
      Dlatego naukowcy sądzą, że brązowy karzeł przyspieszył ewolucję towarzyszącej mu gwiazdy. Hallakoun i jej zespół uważają, że przez pewien czas oba obiekty znajdowały się we wspólnej otoczce gazowej. Pojawiła się ona, gdy gwiazda macierzysta zmieniła się w czerwonego olbrzyma i pochłonęła brązowego karła. Z czasem wspólna otoczka została usunięta, w czym swój udział miał brązowy karzeł, co doprowadziło do szybszego pojawienia się białego karła.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Białe karły to pozostałości po gwiazdach niedużych gwiazdach. Zbudowane są ze zdegenerowanej materii. Ich masa jest porównywalna z masą Słońca, ale wielkością przypominają Ziemię. Zespół naukowy, na czele którego stoją astronomowie z University of Warwick doniósł o odkryciu drugiego białego karła, który jest pulsarem, obracającą się gwiazdą emitującą wiązkę promieniowania elektromagnetycznego. To niezwykłe odkrycie – dotychczas znaliśmy pulsary, którymi były gwiazdy neutronowe – pozwoli na lepsze zrozumienie ewolucji gwiazd.
      Pierwszym odkrytym białym karłem pulsarem był AR Scorpii (AR Sco) zauważony przez uczonych z Warwick w 2016 roku. Teraz odkryli drugą gwiazdę tego typu - J191213.72-441045.1. I w jednym i w drugim przypadku białemu karłowi towarzyszy czerwony karzeł, regularnie omiatany przez promieniowanie emitowane przez pulsar. To powoduje, że nowo odkryty system rozjaśnia się i znacznie przygasa w regularnych odstępach.
      Po odkryciu Ar Sco uczeni stwierdzili, że przychylają się do hipotezy dynama, mówiącej, że białe karły mają wewnątrz dynama – czyli generatory elektryczne – którym zawdzięczają swoje potężne pola magnetyczne. Do zweryfikowania tej hipotezy potrzebowali drugiego białego karła pulsara i zaczęli jego poszukiwania. Po 7 latach w końcu się udało.
      Nowo odkryty pulsar znajduje się w odległości 773 lat świetlnych od Ziemi i obraca się 300-krotnie szybciej od naszej planety. Jego pełny obrót trwa zaledwie 5,3 minuty, a biały karzeł obiega towarzyszącego mu czerwonego karła w ciągu 4,03 godziny.
      Pochodzenie pola magnetycznego to otwarte zagadnienie na wielu polach badawczych astronomii. Jest ono szczególnie trudne w dziedzinie badania białych karłów. Pole magnetyczne białego karła może być ponad milion razy potężniejsze niż pole magnetyczne Słońca, a model dynama pozwala wyjaśnić, dlaczego tak się dzieje. Odkrycie J1912-4410 to kluczowy krok w tym kierunku, mówi doktor Ingrid Pelisoli.
      Podczas poszukiwań drugiego białego karła pulsara uczeni wykorzystali dane z różnych źródeł, szukają w nich obiektu o charakterystykach podobnych do AR Sco. Gdy już go znaleźli, zaczęli go badać i potwierdzili, że mają to, czego szukali. Mamy więc potwierdzenie, że istnieje więcej białych karłów pulsarów. Model dynamo przewiduje istnienie takich gwiazd. Zgodnie z nim białe karły pulsary, ze względu na swój zaawansowany wiek, powinny być chłodne. Ich towarzysze powinni być na tyle blisko, by biały karzeł wyciągał z nich materię, co pozwala mu się obracać. Wszystkie te przewidywania się spełniły. Mamy tutaj białego karła o temperaturze niższej niż 13 000 kelwinów, który co pięć minut wykonuje pełny obrót wokół własnej osi i którego oddziaływanie grawitacyjne wywiera duży wpływ na towarzysza, stwierdza Pelisoli.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Teleskop Webba zaobserwował szczegóły zawierających krzemiany chmur w atmosferze odległej planety. W jej atmosferze bez przerwy dochodzi do mieszania, wznoszenia i opadania materiału w 22-godzinym cyklu. Wynikiem tego są tak olbrzymie zmiany jasności, że wspomniana planeta jest najbardziej zmiennym znanym nam obiektem o masie planetarnej.
      Naukowcy, na czele których stoi Brittany Miles z University of Arizona, zauważyli też wyjątkowo wyraźne sygnały świadczące o obecności wody, metanu i tlenku węgla oraz dowód na występowanie w atmosferze dwutlenku węgla. Tym samym Teleskop Webba wykrył największą liczbę molekuł zauważonych jednorazowo w atmosferze egzoplanety.
      Wspomniana egzoplaneta, VHS 1256 b, znajduje się w odległości 40 lat świetlnych od Ziemi o okrąża 2 gwiazdy. Okres jej obiegu wynosi ponad 10 000 lat. VHS 1256 b znajduje się około 4-krotnie dalej od swoich gwiazd, niż Pluton od Słońca. To czyni ją idealnym celem dla obserwacji za pomocą Webba. Dobiegające z niej światło nie miesza się ze światłem z jej gwiazd macierzystych, mówi Miles. Uczona dodaje, że w górnych partiach temperatura jej atmosfery sięga 830 stopni Celsjusza.
      Webb zauważył też dwa rodzaje ziaren krzemianów w chmurach. Mniejsze mogą być wielkości cząstek dymu, większe zaś są jak bardzo gorące miniaturowe ziarenka piasku. VHS 1256 b ma bardzo słabą grawitację, dlatego też chmury występują bardzo wysoko w jej atmosferze, co pozwala na ich obserwację. Drugą przyczyną tak gwałtownych zjawisk w atmosferze jest młody wiek planety. Naukowcy szacują, że uformowała się ona zaledwie 150 milionów lat temu i przez najbliższy miliard lat będzie się schładzała i zmieniała.
      Wiele z cech, które zaobserwowano na VHS 1256 b zauważono wcześniej na innych planetach. Jednak w ich przypadku wymagało to wielu obserwacji za pomocą różnych teleskopów. Tutaj zaś Teleskop Webba dostarczył wszystkich informacji jednocześnie. A to nie wszystko. Naukowcy uważają, że przez najbliższe miesiące i lata, analizując dane dostarczone przez Webba, będą zdobywali kolejne informacje. Mamy tutaj olbrzymią ilość danych uzyskanych w niedługim czasie. Czujemy olbrzymi potencjał i mamy nadzieję na wiele odkryć w danych, zebranych w ciągu zaledwie kilku godzin obserwacji, cieszy się Beth Biller z Uniwersytetu w Edynburgu.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...