Szerves molekulák bolygóképződési zónákban

570

John Carr (Naval Research Laboratory, Washington) és Joan Najita (National Optical Astronomy Observatory, Tucson) a Spitzer infravörös spektrográfjával felvett színképek és modellszámítások alapján fiatal csillagok körüli protoplanetáris korongok kémiai összetételét elemezte. Ezekből a korongokból az elképzelések szerint néhány tízmillió év alatt bolygók és holdak alakulhatnak ki.

Fantáziarajz egy fiatal csillag körüli protoplanetáris korongról.
[NASA/JPL-Caltech]

A protoplanetáris diszkek porból és gázból állnak, de eddig főleg a porkomponenst tanulmányozták, mivel ennek vizsgálata infravörös sugárzása alapján könnyebb, mint a gázkomponensé.

A kutatás során Carr és Najita az alig 1 millió éves AA Tauri csillagot övező korongot tanulmányozta, különös tekintettel annak belső zónájára, ahol később a bolygókezdemények, majd ezekből a bolygók kialakulhatnak. Módszerüknek köszönhetően az infravörös spektrumban azonosítani tudták három egyszerű szerves molekula (hidrogén cianid, HCN; acetilén, C2H2; szén-dioxid, CO2), valamint a vízgőz emissziós vonalait. Az észlelt színképet modellszámításokból származó szintetikus spektrumokkal összehasonlítva meghatározhatók a kibocsátó gáz különböző paraméterei, tulajdonságai, például a hőmérséklete, az összmennyisége egységnyi felületre vetítve, illetve mindegyik azonosított molekulára a kibocsátó terület nagyságával ekvivalens korongsugár. Az eredmények szerint a diszkben mindegyik molekulából több van, mint abban a sűrű intersztelláris molekulafelhőben, melyből a csillag a koronggal együtt kialakult.

Az AA Tauri körüli protoplanetáris korong infravörös spektrumának részlete a szerves molekulák és a vízgőz színképvonalaival.
[NASA/JPL-Caltech/Naval Research Laboratory]

Carr szerint ez azt jelenti, hogy a protoplanetáris korongban olyan kémiai folyamatok zajlanak, melyek a kiindulási állapothoz képest további szerves molekulákat hoznak létre. A Spitzer segítségével ugyanezen molekulákat már detektálták egyszer egy másik protoplanetáris diszkben is, de az ott alkalmazott módszer nagyban függött a korong hozzánk viszonyított helyzetétől. Carr és Najita eljárása lehetővé teszi, hogy fiatal csillagok százai esetében tanulmányozzák a korongokat szerves összetevők után kutatva, illetve segít azon kérdés megválaszolásában is, hogy mi történik az intersztelláris felhők szerves molekuláival, mikor bekerülnek a csillagokat övező térségbe: megsemmisülnek, megmaradnak, vagy esetleg szaporodnak.

Az eredményeket részletező szakcikk a Science 2008. március 14-i számában jelent meg.

A Spitzer adatai alapján egy másik csoport is vízgőz után kutatott fiatal csillagok körüli korongokban, s több esetben a diszkek belső részén, ahol a bolygókezdemények kialakulása várható, sikeresen ki is mutatták a víz spektroszkópiai nyomait. Az eredményeket a hawaii-i Keck II teleszkóppal nyert nagyfelbontású színképek is megerősítették. A kutatócsoport egyik tagja, Geoffrey Blake (Caltech) szerint a korongokban egyelőre azért nem detektálunk annyi vizet, mint amennyi a földi óceánokban van, mert jelenleg még csak a diszkek felszínét "látjuk". A korongok belsejében valószínűleg jóval több vízgőz van.

Az AS 2005N katalógusjelű objektum infravörös spektrumának részlete a szén-dioxid és a hidroxil molekula, illetve a vízgőz színképvonalaival.
[NASA/JPL-Caltech]

Az eredményeket részletező szakcikk az Astrophysical Journal Letters c. folyóirat 2008. március 20-i számában fog megjelenni.

Forrás:

Hozzászólás

hozzászólás