Disk mladé hvězdy ukazuje neočekávaně vysokou a malou vodu. Výsledek zpochybňuje standardní teorie tvorby planety.
Výzkumný tým vedený Jennym Fredianim na Stockholmské univerzitě identifikoval disk vytvářející planetu s nečekaně neobvyklou chemií: obsahuje mnohem více oxidu uhličitého (CO₂), než se očekává v oblastech, kde se nakonec mohou objevit planety podobné Země. Toto pozorování, provedené s James Webb Space Telescope (JWST), zpochybňuje dlouhodobé názory na chemické prostředí planetárních škol. Výsledky byly zveřejněny v Astronomie a astrofyzika.
„Na rozdíl od většiny disků vytvářejících planetu, kde dominuje vodní páry ve vnitřních oblastech, je tento disk překvapivě bohatý na oxid uhličitý,“ říká Jenny Frediani, studentka PhD na Katedře astronomie, Stockholm University.
„Ve skutečnosti je voda v tomto systému tak vzácná, že je stěží detekovatelná – dramatický kontrast k tomu, co obvykle pozorujeme.“
Náročné modely tvorby planety
Když se hvězda poprvé vytvoří, zůstává pohřbena v hustém plynovém mraku, který k němu vyvolal a generuje okolní disk, kde se planety mohou později vyvinout.
Standardní modely tvorby planety naznačují, že ledové oblázky z chladných vnějších oblastí unášejí dovnitř a uvolňují vodní páru, když led sublimuje v teplejších vnitřních zónách. Tento proces obvykle vytváří silné signály vodních párů v interiéru disku. V tomto případě však JWST/Miri Spektrum místo toho odhalilo neočekávaně dominantní podpis oxidu uhličitého.
„To zpochybňuje současné modely chemie disků a vývoje, protože hladiny oxidu uhličitého ve vztahu k vodě nelze snadno vysvětlit standardními procesy vývoje disku,“ vysvětluje Jenny Frediani.
Arjan Bik, výzkumný pracovník na Katedře astronomie, Stockholmská univerzita, dodává: „Taková vysoká hojnost oxidu uhličitého v zóně formování planety je neočekávaná. Poukazuje na možnost, že intenzivní ultrafialové záření-buď z hostitelské hvězdy nebo sousední masivní hvězdy-je přetvářením disku.“
Izotopové otisky prstů v oxidu uhličitého
Tým také identifikoval neobvyklé izotopické formy oxidu uhličitého, obohacené buď uhlíkem-13 nebo izotopy kyslíku ⁷o a ⁸o, které se zřetelně objevily v datech JWST. Tyto izotopology mohou poskytnout důležité vhled do dlouhodobých otázek o neobvyklých izotopových vzorcích pozorovaných v meteoritách a kometách, které jsou zbytky z včasné tvorby naší sluneční soustavy.
Tento disk bohatý na kol byl nalezen v masivní oblasti vytvářející hvězdy NGC 6357, který se nachází přibližně 1,7 kiloparsecs (asi 53 kvadrilionu) daleko. Objev byl vytvořen Extrémní ultrafialové prostředí (Xue) Spolupráce, která se zaměřuje na to, jak intenzivní radiační pole ovlivňují chemii disku.
Důsledky pro planetární systémy a atmosféry
Maria-Claudia Ramirez-Tannus z Institutu pro astronomii Maxe Plancka v Heidelbergu a vedení spolupráce Xue říká, že je to vzrušující objev: „Odhaluje, jak extrémní radiační prostředí-běžné v masivních hvězdách, které jsou v takovém regionu, může porozumět těmto efektům, které jsou porozumění pro uchopení, které jsou v efektů efekty, které jsou efektivní pro efekty, které jsou v efektech efekty efekty, které jsou v efektu efekty, porozumění pro ty, kteří jsou uchovává pro ty, které jsou v účinku a jejich diverzitu a jejich diverzitu a jejich diverzitu a jejich diverzitu a jejich diverzitu a jejich diverzitu a jejich diverzitu a jejich diverzitu planety a jejich rozmanitost a jejich diverzita a jejich diverzitu a jejich diverzitu, porozumění těmto efektům. potenciál. “
Díky nástroji MIRI JWST mohou astronomové nyní pozorovat vzdálené disky s rozrušením prachu s bezprecedentními detaily na infračervených vlnových délkách-poskytují kritické vhled do fyzikálních a chemických podmínek, které řídí tvorbu planety. Porovnáním těchto intenzivních prostředí s tiššími a izolovanějšími regiony odhalují vědci environmentální rozmanitost, která formuje vznikající planetární systémy. Astronomové na Stockholmské univerzitě a Chalmers pomohli vyvinout nástroj Miri, což je kamera a spektrograf, který pozoruje infračervené záření střední až dlouhé vlnové délky od 5 mikronů na 28 mikronů. Má také koronografy, speciálně navržené pro pozorování exoplanetů.
Reference: „Xue: Pozemská planestrická oblast bohající na CO2, která se zaměřuje na externě iraged Herbig Disk“ od Jenny Frediani, Arjan Bik, María Claudia Ramírez-tannus, Rens Waters, Konstantin V. Getman, Eric D. Feigelson, Portill-R-R-RELLALLO, Thomas. J. Haworth, Andrew Winter, Thomas Henning, Giulia Perotti, Alexis Brandeder, německý Chaparro, Pablo Cuartas-Vretrepo, Sebastian Hernández A., Michael A. Kuhn, Thomas Preibisch, Veronica Roccatagliata, Sierk E. Van Terwisga a Peter Zeidler, 29 August 2025, 2025, 2025, 2025, 2025, 2025, 29. srpna 2025, 29 srpna 2025, 29 srpna 2025, 29 srpna 2025. Astronomie a astrofyzika.
Doi: 10,1051/0004-6361/202555718
Financování: Švédská národní kosmická agentura, německé letecké středisko, Horizon Europe Evropská rada pro výzkum, Royal Society Dorothy Hodgkin Fellowship, německá nadace výzkumu, Evropská rada H2020 Evropská rada pro výzkum
Nikdy nezmeškáte průlom: Připojte se k zpravodaji Scitechdaily.
