Σε μια δοκιμή των νέων δυνατοτήτων υψηλής ανάλυσης, η συστοιχία Atacama Large Millimeter/submillimeter Array ( ΨΥΧΗ ) μοιράζεται με χαρά μερικά οικογενειακά στιγμιότυπα μαζί μας. Οι αστρονόμοι που επανδρώνουν τις κάμερες έχουν καταγράψει μία από τις καλύτερες εικόνες μέχρι στιγμής ενός νεοσύστατου πλανητικού συστήματος που συγκεντρώνεται γύρω από ένα αστέρι που αναφλέγεται πρόσφατα. Βρίσκεται περίπου 450 έτη φωτός από εμάς στον αστερισμό του Ταύρου, ο νεαρός HL Tau συγκεντρώνει υλικό γύρω του για να εκκολάψει τους πλανήτες του και να συναρπάσει τους ερευνητές.
Χάρη στις εικόνες του ALMA, οι επιστήμονες μπόρεσαν να παρακολουθήσουν στάδια του πλανητικό σχηματισμό για τα οποία υπάρχουν υποψίες, αλλά ποτέ δεν επιβεβαιώθηκαν οπτικά. Αυτό το πολύ νεαρό αστέρι περιβάλλεται από αρκετούς ομόκεντρους δακτυλίους υλικού που έχουν καλά καθορισμένες αποστάσεις. Είναι δυνατόν αυτά τα ξεκάθαρα σημαδεμένα κενά στον δίσκο των ηλιακών ερειπίων να είναι εκεί που οι πλανήτες έχουν αρχίσει να πηκτωματοποιούνται;
«Αυτά τα χαρακτηριστικά είναι σχεδόν σίγουρα το αποτέλεσμα νεαρών πλανητικών σωμάτων που σχηματίζονται στο δίσκο. Αυτό είναι εκπληκτικό αφού το HL Tau δεν είναι περισσότερο από ένα εκατομμύριο ετών και τέτοια νεαρά αστέρια δεν αναμένεται να έχουν μεγάλα πλανητικά σώματα ικανά να παράγουν τις δομές που βλέπουμε σε αυτήν την εικόνα», δήλωσε ο αναπληρωτής διευθυντής του ALMA Stuartt Corder.
«Όταν είδαμε για πρώτη φορά αυτή την εικόνα, μείναμε έκπληκτοι με το εντυπωσιακό επίπεδο λεπτομέρειας. Το HL Tauri δεν είναι περισσότερο από ένα εκατομμύριο ετών, αλλά ήδη ο δίσκος του φαίνεται να είναι γεμάτος πλανήτες που σχηματίζονται. Αυτή και μόνο η εικόνα θα φέρει επανάσταση στις θεωρίες σχηματισμός πλανητών », εξήγησε η Catherine Vlahakis, αναπληρώτρια επιστήμονας του προγράμματος ALMA και επικεφαλής επιστήμονας του προγράμματος για την εκστρατεία ALMA Long Baseline Campaign.
Ας ρίξουμε μια ματιά σε αυτά που καταλαβαίνουμε για το σχηματισμό του ηλιακού συστήματος…
Μέσα από επανειλημμένες έρευνες, οι αστρονόμοι υποπτεύονται ότι όλα τα αστέρια δημιουργούνται όταν τα σύννεφα σκόνης και αερίου υποκύπτουν στη βαρύτητα και καταρρέουν πάνω τους. Καθώς το αστέρι αρχίζει να εξελίσσεται, η σκόνη ενώνεται - μετατρέπεται σε «σούπα του ηλιακού συστήματος» που αποτελείται από μια σειρά διαφορετικών μεγεθών άμμου και βράχων. Αυτά τα ερείπια πήζουν τελικά σε έναν λεπτό δίσκο που περιβάλλει το μητρικό αστέρι και γίνεται το σπίτι σε νεοσχηματισμένους αστεροειδείς, κομήτες και πλανήτες. Καθώς οι πλανήτες συλλέγουν υλικό μέσα τους, η βαρύτητα τους επαναδιαμορφώνεται στη δομή του δίσκου που τους σχημάτισε. Σαν να σέρνουν ένα σάρωθρο γκαζόν πάνω από πεσμένα φύλλα, αυτοί οι πλανήτες ανοίγουν ένα μονοπάτι στην τροχιά τους και σχηματίζουν κενά. Τελικά η πρόοδός τους τραβά το αέριο και τη σκόνη σε μια ακόμη πιο σφιχτή και πιο ξεκάθαρη δομή. Τώρα ΨΥΧΗ μας έδειξε αυτό που κάποτε ήταν μόνο ένα μοντέλο υπολογιστή. Όλα όσα νομίζαμε ότι γνωρίζαμε για τον σχηματισμό των πλανητών είναι αλήθεια και το ALMA το έχει αποδείξει.
Αυτή είναι η πιο ευκρινής εικόνα που τραβήχτηκε ποτέ από το ALMA — πιο ευκρινής από ό,τι επιτυγχάνεται συνήθως στο ορατό φως με το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble της NASA/ESA. Δείχνει τον πρωτοπλανητικό δίσκο που περιβάλλει το νεαρό αστέρι HL Tauri. Οι παρατηρήσεις αποκαλύπτουν υποδομές εντός του δίσκου που δεν έχουν δει ποτέ πριν και δείχνουν ακόμη και τις πιθανές θέσεις πλανητών που σχηματίζονται στα σκοτεινά μπαλώματα μέσα στο σύστημα. Σε αυτήν την εικόνα επισημαίνονται τα χαρακτηριστικά που φαίνονται στο σύστημα HL Tauri. Πίστωση: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)
«Αυτό το νέο και απροσδόκητο αποτέλεσμα παρέχει μια απίστευτη άποψη της διαδικασίας σχηματισμού πλανητών. Αυτή η σαφήνεια είναι απαραίτητη για να κατανοήσουμε πώς δημιουργήθηκε το δικό μας ηλιακό σύστημα και πώς σχηματίζονται πλανήτες σε όλο το σύμπαν», δήλωσε ο Tony Beasley, διευθυντής του Εθνικού Ραδιοαστρονομικού Παρατηρητηρίου (NRAO) στο Charlottesville της Βιρτζίνια, το οποίο διαχειρίζεται τις επιχειρήσεις ALMA για αστρονόμους στο Βορρά. Αμερική.
«Τα περισσότερα από αυτά που γνωρίζουμε σχηματισμός πλανητών σήμερα βασίζεται στη θεωρία. Οι εικόνες με αυτό το επίπεδο λεπτομέρειας έχουν μέχρι τώρα υποβιβαστεί σε προσομοιώσεις υπολογιστή ή στις εντυπώσεις του καλλιτέχνη. Αυτή η εικόνα υψηλής ανάλυσης του HL Tauri δείχνει τι μπορεί να επιτύχει η ALMA όταν λειτουργεί στη μεγαλύτερη διάστασή της και ξεκινά μια νέα εποχή στην εξερεύνηση του σχηματισμού άστρων και πλανητών», λέει ο Tim de Zeeuw, Γενικός Διευθυντής της ESO.
Ο κύριος λόγος που οι αστρονόμοι δεν έχουν δει ποτέ αυτό το είδος δομής είναι εύκολο να φανταστεί κανείς. Η ίδια η σκόνη που δημιουργεί τον πλανητικό δίσκο γύρω από το HL Tau τον κρύβει επίσης στο ορατό φως. Χάρη στην ικανότητα του ALMA να «βλέπει» σε πολύ μεγαλύτερα μήκη κύματος, μπορεί να απεικονίσει τι συμβαίνει στην καρδιά του νέφους. «Αυτή είναι πραγματικά μια από τις πιο αξιόλογες εικόνες που έχουν δει ποτέ σε αυτά τα μήκη κύματος. Το επίπεδο λεπτομέρειας είναι τόσο εξαιρετικό που είναι ακόμα πιο εντυπωσιακό από πολλές οπτικές εικόνες. Το γεγονός ότι μπορούμε να δούμε πλανήτες να γεννιούνται θα μας βοηθήσει να καταλάβουμε όχι μόνο πώς σχηματίζονται πλανήτες γύρω από άλλα αστέρια αλλά και την προέλευση του ηλιακού μας συστήματος», δήλωσε ο αστρονόμος του NRAO, Crystal Brogan.
Πώς κάνει ΨΥΧΗ Κάνε το? Σύμφωνα με το ερευνητικό επιτελείο, οι νέες του δυνατότητες υψηλής ανάλυσης επιτεύχθηκαν με την απόσταση μεταξύ των κεραιών έως και 15 χιλιομέτρων. Αυτή η γραμμή βάσης σε μήκη κύματος χιλιοστών επέτρεψε ανάλυση 35 χιλιοστών του δευτερολέπτου, που ισοδυναμεί με μια δεκάρα όπως φαίνεται από απόσταση μεγαλύτερη των 110 χιλιομέτρων. «Μια τέτοια ανάλυση μπορεί να επιτευχθεί μόνο με τις μακροχρόνιες βασικές δυνατότητες του ALMA και παρέχει στους αστρονόμους νέες πληροφορίες που είναι αδύνατο να συλλεχθούν με οποιαδήποτε άλλη εγκατάσταση, συμπεριλαμβανομένων των καλύτερων οπτικών παρατηρητηρίων», σημείωσε ο Διευθυντής του ALMA Pierre Cox.
Αυτή είναι μια σύνθετη εικόνα του νεαρού αστέρα HL Tauri και του περιβάλλοντός του χρησιμοποιώντας δεδομένα από το ALMA (μεγεθυμένο στο πλαίσιο επάνω δεξιά) και το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble της NASA/ESA (υπόλοιπο της εικόνας). Αυτή είναι η πρώτη εικόνα ALMA όπου η ευκρίνεια της εικόνας υπερβαίνει αυτή που συνήθως επιτυγχάνεται με το Hubble. Πίστωση: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)
Οι μεγάλες γραμμές βάσης σημαίνουν επιτυχία για το ΨΥΧΗ παρατηρήσεις και είναι ένας φόρος τιμής σε όλη την τεχνολογία και τη μηχανική που χρησιμοποιήθηκε για την κατασκευή του. Οι μελλοντικές παρατηρήσεις στη μεγαλύτερη δυνατή γραμμή βάσης του ALMA των 16 χιλιομέτρων θα σημαίνουν ακόμη πιο λεπτομερείς εικόνες - και μια ευκαιρία να επεκτείνουμε περαιτέρω τις γνώσεις μας για το Κόσμο και τις λειτουργίες του. «Αυτή η παρατήρηση απεικονίζει τα δραματικά και σημαντικά αποτελέσματα που προέρχονται από τα NSF που υποστηρίζουν όργανα παγκόσμιας κλάσης όπως το ALMA», δήλωσε ο Fleming Crim, βοηθός διευθυντής του Εθνικού Ιδρύματος Επιστημών για τις Μαθηματικές και Φυσικές Επιστήμες. «Η ALMA προσφέρει τις τεράστιες δυνατότητές της για την αποκάλυψη του μακρινού σύμπαντος και διαδραματίζει έναν μοναδικό και μεταμορφωτικό ρόλο στην αστρονομία».
Δώσε τους τις φωτογραφίες του μωρού μας, μαμά ΑΛΜΑ… Είμαστε στην ευχάριστη θέση να ρίξουμε μια ματιά!
Πηγή αρχικής ιστορίας: 'Επαναστατική εικόνα ALMA αποκαλύπτει την πλανητική γένεση' - Δελτίο Τύπου της ESO