ALMA finnur merki um árekstra halastjarna í fjarlægu sólkerfi
ALMA finnur óvænt kolmónoxíðgas í rykskýfu Beta Pictoris
Sævar Helgi Bragason
06. mar. 2014
Fréttir
Stjörnufræðingar sem notuðu ALMA hafa merki um tíða árekstra lítilla íshnatta eins og halastjarna í fjarlægu sólkerfi
Stjörnufræðingar sem notuðu Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) sjónaukann í norðurhluta Chile, tilkynntu í dag um óvænta uppgötvun á klumpum úr kolmonoxíðsgasi í rykskífunni í kringum Beta Pictoris. Þetta kemur á óvart því búast má við að ljós frá stjörnunni eyði slíku gasi. EItthvað — sennilega tíðir árekstrar lítilla íshnatta eins og halastjarna — hljóta að valda stöðugri endurnýjun á gasinu. Niðurstöðurnar eru birtar í dag í tímaritinu Science.
Beta Pictoris er nálæg stjarna sem sést vel með berum augum á suðurhimninum og dæmigert sólkerfi í mótun. Vitað er að um hana gengur reikistjarna í 1,2 milljarða km fjarlægð frá stjörnunni og að hún var ennfremur ein fyrsta stjarnan sem í ljós kom að er umlukin umfangsmikilli rykskífu [1].
Nýjar mælingar ALMA sýna nú að skífan er gegnsýrð af kolmónoxíðgasi. Það kemur kannski einhverjum á óvart en tilvist kolmonoxíðgass, sem er skaðlegt lífverum á jörðinni, gæti bent til þess að Beta Pictoris gæti að lokum orðið heppilegt híbýli lífs. Halastjörnuregnið sem fellur nú yfir reikistjörnur þessa sólkerfis, færir líklega til þeirra vatnið sem er lífi nauðsynlegt [2].
Kolmónoxíð sundrast hins vegar hratt og auðveldlega í ljósinu frá stjörnunni. Gasið getur aðeins enst í um 100 ár þar sem það sést í skífu Beta Pictoris. Því kemur það stjörnufræðingum mjög á óvart að finna merki um það í 12 milljón ára gamalli skífu Beta Pictoris. Svo, hvaðan kom það og hvers vegna er það þarna enn?
„Kolmónoxíðið hlýtur að vera í stöðugri endurnýjun við Beta Pictoris, nema við séum að rannsaka hana á mjög sérstöku tíma,“ sagði William R. F. Dent, stjörnufræðingur hjá ESO við Joint ALMA Office í Santiago í Chile, aðalhöfundur greinarinnar um rannsóknina sem birtist í dag í tímartinu Science. „Árekstrar íshnatta ungumí sólkerfum, allt frá halastjörnum upp í hnetti á stærð við reikistjörnur, eru stærsta uppspretta kolmónoxíðs.“
Eyðingarhraðinn hlýtur hins vegar að vera mjög hár: „Til að fá það magn kolmónoxíðs sem við mælum, hlýtur árekstratíðnin að gera gríðarleg — einn stór halastjörnuárekstur á fimm mínútna fresti,“ sagði Aki Roberge, stjörnufræðingur við NASA Goddard Research Center í Greenbelt í Bandaríkjunum, meðhöfundur greinarinnar. „Til að fá ná þessum árekstrafjölda, þarf þetta að vera mjög stór og þéttur halastjörnusvermur.“
Annað kom á óvart í mælingum ALMA, sem nam ekki aðeins kolmónoxíðið, heldur kortlagði hvar það leyndist í skífunni, þökk sé einstakri getu ALMA til að mæla samtímis staðsetingu og hraða gassins. Gasið einskorðast við einn þéttan kökk eða klump. Þessi kökkur er um 13 milljarða km frá stjörnunni, sem er um það bil þreföld fjarlægðin milli sólar og Neptúnusar. Hvers vegna gasið er í þessum litla klumpi svo langt frá stjörnunni er ráðgáta.
„Kökkurinn er mikilvæg vísbending um það sem gengur á í ystu svæðum þessa unga sólkerfis,“ sagði Mark Wyatt, stjörnufræðingur við Cambridgeháskóla í Bretlandi, meðhöfudur greinarinnar. Hann segir að til séu tvær leiðir fyrir slíka klumpa að myndast: „Annað hvort er þyngdarkraftur óséðrar reikistjörnu á stærð við Satúrnus að beina halastjörnuárekstrunum á lítið svæði, eða að það sem við sjáum eru leifar eins risaárekstrar tveggja íshnatta á stærð við Mars.“
Báðir þessir möguleikar gefa stjörnufræðingum tilefni til bjartsýni að við Beta Pictoris séu nokkrar aðrar reikistjörnur enn eigi eftir að finna. „Kolmónoxíðið er bara byrjunin — aðrar flóknari for-lífrænar sameindir gætu líka verið að losna frá þessum íshnöttum,“ bætir Roberge við.
Fleiri mælingar eru fyrirhugaðar með ALMA, sem enn er að nálgast fulla starfsgetu, til að varpa frekara ljósi á þetta forvitnilega sólkerfi og hjápa okkur þannig að skilja aðstæðurnar sem ríktu við myndun okkar eigin sólkerfis.
Skýringar
[1] Margar stjörnur eru umluktar rykskífum. Skífurnar eru leifar árekstra bergs og ryks í kringum stjörnuna, svipað og árekstrarnir sem ollu sundrun geimstöðvarinnar í kvikmyndinni Gravity (en á miklu stærri skala). Skýrt var frá eldri mælingum á Beta Pictoris í eso1024 og eso0842.
[2] Halastjörnur innihalda ís úr kolmónoxíði, koldíoxíði, ammóníaki og metani en meginhlutiinn er blanda ryks og vatnsís.
Frekari upplýsingar
Skýrt var frá þessari rannsókn í greininni „Molecular Gas Clumps from the Destruction of Icy Bodies in the β Pictoris Debris Disk“ sem birtist í tímaritinu Science þann 6. mars 2014.
Tengiliðir
Sævar Helgi Bragason
Háskóli Íslands
Reykjavík, Ísland
Farsími: 896-1984
Tölvupóstur: [email protected]
Tengdar myndir
Teikning listamanns af árekstrum íshnatta í rykskífu Beta Pictoris. Mynd: NASA's Goddard Space Flight Center/F. Reddy
Skýringarmynd af mælingum ALMA á kolmónoxíði í kringum Beta Pictoris. Mynd: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) og NASA's Goddard Space Flight Center/F. Reddy
ALMA finnur merki um árekstra halastjarna í fjarlægu sólkerfi
ALMA finnur óvænt kolmónoxíðgas í rykskýfu Beta Pictoris
Sævar Helgi Bragason 06. mar. 2014 Fréttir
Stjörnufræðingar sem notuðu ALMA hafa merki um tíða árekstra lítilla íshnatta eins og halastjarna í fjarlægu sólkerfi
Stjörnufræðingar sem notuðu Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) sjónaukann í norðurhluta Chile, tilkynntu í dag um óvænta uppgötvun á klumpum úr kolmonoxíðsgasi í rykskífunni í kringum Beta Pictoris. Þetta kemur á óvart því búast má við að ljós frá stjörnunni eyði slíku gasi. EItthvað — sennilega tíðir árekstrar lítilla íshnatta eins og halastjarna — hljóta að valda stöðugri endurnýjun á gasinu. Niðurstöðurnar eru birtar í dag í tímaritinu Science.
Beta Pictoris er nálæg stjarna sem sést vel með berum augum á suðurhimninum og dæmigert sólkerfi í mótun. Vitað er að um hana gengur reikistjarna í 1,2 milljarða km fjarlægð frá stjörnunni og að hún var ennfremur ein fyrsta stjarnan sem í ljós kom að er umlukin umfangsmikilli rykskífu [1].
Nýjar mælingar ALMA sýna nú að skífan er gegnsýrð af kolmónoxíðgasi. Það kemur kannski einhverjum á óvart en tilvist kolmonoxíðgass, sem er skaðlegt lífverum á jörðinni, gæti bent til þess að Beta Pictoris gæti að lokum orðið heppilegt híbýli lífs. Halastjörnuregnið sem fellur nú yfir reikistjörnur þessa sólkerfis, færir líklega til þeirra vatnið sem er lífi nauðsynlegt [2].
Kolmónoxíð sundrast hins vegar hratt og auðveldlega í ljósinu frá stjörnunni. Gasið getur aðeins enst í um 100 ár þar sem það sést í skífu Beta Pictoris. Því kemur það stjörnufræðingum mjög á óvart að finna merki um það í 12 milljón ára gamalli skífu Beta Pictoris. Svo, hvaðan kom það og hvers vegna er það þarna enn?
„Kolmónoxíðið hlýtur að vera í stöðugri endurnýjun við Beta Pictoris, nema við séum að rannsaka hana á mjög sérstöku tíma,“ sagði William R. F. Dent, stjörnufræðingur hjá ESO við Joint ALMA Office í Santiago í Chile, aðalhöfundur greinarinnar um rannsóknina sem birtist í dag í tímartinu Science. „Árekstrar íshnatta ungumí sólkerfum, allt frá halastjörnum upp í hnetti á stærð við reikistjörnur, eru stærsta uppspretta kolmónoxíðs.“
Eyðingarhraðinn hlýtur hins vegar að vera mjög hár: „Til að fá það magn kolmónoxíðs sem við mælum, hlýtur árekstratíðnin að gera gríðarleg — einn stór halastjörnuárekstur á fimm mínútna fresti,“ sagði Aki Roberge, stjörnufræðingur við NASA Goddard Research Center í Greenbelt í Bandaríkjunum, meðhöfundur greinarinnar. „Til að fá ná þessum árekstrafjölda, þarf þetta að vera mjög stór og þéttur halastjörnusvermur.“
Annað kom á óvart í mælingum ALMA, sem nam ekki aðeins kolmónoxíðið, heldur kortlagði hvar það leyndist í skífunni, þökk sé einstakri getu ALMA til að mæla samtímis staðsetingu og hraða gassins. Gasið einskorðast við einn þéttan kökk eða klump. Þessi kökkur er um 13 milljarða km frá stjörnunni, sem er um það bil þreföld fjarlægðin milli sólar og Neptúnusar. Hvers vegna gasið er í þessum litla klumpi svo langt frá stjörnunni er ráðgáta.
„Kökkurinn er mikilvæg vísbending um það sem gengur á í ystu svæðum þessa unga sólkerfis,“ sagði Mark Wyatt, stjörnufræðingur við Cambridgeháskóla í Bretlandi, meðhöfudur greinarinnar. Hann segir að til séu tvær leiðir fyrir slíka klumpa að myndast: „Annað hvort er þyngdarkraftur óséðrar reikistjörnu á stærð við Satúrnus að beina halastjörnuárekstrunum á lítið svæði, eða að það sem við sjáum eru leifar eins risaárekstrar tveggja íshnatta á stærð við Mars.“
Báðir þessir möguleikar gefa stjörnufræðingum tilefni til bjartsýni að við Beta Pictoris séu nokkrar aðrar reikistjörnur enn eigi eftir að finna. „Kolmónoxíðið er bara byrjunin — aðrar flóknari for-lífrænar sameindir gætu líka verið að losna frá þessum íshnöttum,“ bætir Roberge við.
Fleiri mælingar eru fyrirhugaðar með ALMA, sem enn er að nálgast fulla starfsgetu, til að varpa frekara ljósi á þetta forvitnilega sólkerfi og hjápa okkur þannig að skilja aðstæðurnar sem ríktu við myndun okkar eigin sólkerfis.
Skýringar
[1] Margar stjörnur eru umluktar rykskífum. Skífurnar eru leifar árekstra bergs og ryks í kringum stjörnuna, svipað og árekstrarnir sem ollu sundrun geimstöðvarinnar í kvikmyndinni Gravity (en á miklu stærri skala). Skýrt var frá eldri mælingum á Beta Pictoris í eso1024 og eso0842.
[2] Halastjörnur innihalda ís úr kolmónoxíði, koldíoxíði, ammóníaki og metani en meginhlutiinn er blanda ryks og vatnsís.
Frekari upplýsingar
Skýrt var frá þessari rannsókn í greininni „Molecular Gas Clumps from the Destruction of Icy Bodies in the β Pictoris Debris Disk“ sem birtist í tímaritinu Science þann 6. mars 2014.
Tengiliðir
Sævar Helgi Bragason
Háskóli Íslands
Reykjavík, Ísland
Farsími: 896-1984
Tölvupóstur: [email protected]
Tengdar myndir