Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb δάγκωσε το κοσμικό burger για να δημιουργήσει τον πρώτο χάρτη πάγου του δίσκου που σχηματίζει πλανήτες

By | December 7, 2023

Οι αστρονόμοι χρησιμοποίησαν το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (JWST) για να ζωγραφίσουν μια εικόνα υλικού σε σχήμα χάμπουργκερ γύρω από ένα νεαρό αστέρι.

Η γευστική έρευνα με επικεφαλής την ομάδα του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb Ice Age οδήγησε στη δημιουργία του πρώτου λεπτομερούς δισδιάστατου καταλόγου πάγου στον λεγόμενο πρωτοπλανητικό δίσκο – τον τύπο δομής από τον οποίο προέκυψαν οι πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος. πριν από 4,5 χρόνια δισεκατομμύρια. πριν από χρόνια.

«Η απευθείας χαρτογράφηση του πάγου σε έναν δίσκο σχηματισμού πλανητών παρέχει σημαντικά δεδομένα για μελέτες μοντελοποίησης που βοηθούν στην καλύτερη κατανόηση του σχηματισμού της Γης μας, άλλων πλανητών στο ηλιακό μας σύστημα και γύρω από άλλα αστέρια», δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας της έρευνας και επιστήμονας στο Πανεπιστήμιο Leiden, Ardjan. είπε ο Στουρμ σε α δήλωση. «Με αυτές τις παρατηρήσεις, μπορούμε τώρα να αρχίσουμε να κάνουμε πιο σταθερές δηλώσεις σχετικά με τη φυσική και τη χημεία του σχηματισμού άστρων και πλανητών».

Ο πάγος μπορεί να μην φαίνεται σαν μια πολύ ωραία αστρονομική ανακάλυψη (αν συγχωρείτε το λογοπαίγνιο), αλλά οι επιστήμονες ενδιαφέρονται για την ανακάλυψη επειδή η παρουσία πάγου σε πρωτοπλανητικούς δίσκους είναι ζωτικής σημασίας για τη γέννηση πλανητών και ακόμη και κομητών. Ο πάγος επιτρέπει στους κόκκους στερεής σκόνης σε πρωτοπλανητικούς δίσκους να συσσωρεύονται μεταξύ τους, σχηματίζοντας κομμάτια υλικού που μπορούν να συσσωρεύσουν μάζα και τελικά να γίνουν πλανήτες. Ο πάγος μπορεί επίσης να περιέχει ζωτικά μόρια όπως άνθρακα, υδρογόνο, οξυγόνο και άζωτο, τα οποία μπορούν να σφραγιστούν σε κομήτες και να παραδοθούν στις επιφάνειες των πλανητών, και τελικά να γίνουν τα δομικά στοιχεία της ζωής.

Σχετίζεται με: Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb κοιτάζει το «The Brick», ένα σκοτεινό νεφέλωμα κοντά στην καρδιά του Γαλαξία

Ωστόσο, παρά τη σημασία του για το σχηματισμό του πλανήτη μας και της ζωής σε αυτόν, μια λεπτομερής περιγραφή του πάγου στους πρωτοπλανητικούς δίσκους άλλων αστεριών διέφυγε από τους αστρονόμους – δηλαδή μέχρι τώρα.

Είναι επειδή η γεμάτη νερό ατμόσφαιρα της Γης έχει συσκοτίσει την οπτική μας για αυτούς τους δίσκους. άλλα όργανα που βασίζονται στο διάστημα δεν μπόρεσαν επίσης να τα επιλύσουν λεπτομερώς επειδή είναι πολύ αχνά. Ωστόσο, αυτό δεν αποτελεί πρόβλημα για την υπέρυθρη όραση υψηλής ευκρίνειας του JWST 10 δισεκατομμυρίων δολαρίων, του πιο ισχυρού τηλεσκοπίου που έχει τοποθετηθεί ποτέ σε τροχιά που μπορεί να δημιουργήσει λεπτομερείς παρατηρήσεις.

Το JWST παίρνει μια μπουκιά από ένα κοσμικό burger

Για τη διεξαγωγή της μελέτης, η ομάδα της Εποχής των Παγετώνων εκπαίδευσε το JWST σε ένα νεαρό αστέρι που ονομάζεται HH 48 NE, που βρίσκεται περίπου 600 έτη φωτός μακριά μας. Η εκπαίδευση έλαβε χώρα καθώς το αστέρι περνούσε μέσα από τα «ψωμάκια» αυτού του κοσμικού μπιφτέκι, μια ψευδαίσθηση που δημιουργήθηκε από την πλάγια όψη του πρωτοπλανητικού δίσκου και μια σκοτεινή λωρίδα σκόνης που περνούσε από τις κεντρικές φέτες μαρουλιού και ντομάτας.

Καθώς το αστρικό φως από το HH 48 NE περνά μέσα από τον πρωτοπλανητικό δίσκο σε σχήμα χάμπουργκερ, αλληλεπιδρά με τα μόρια του δίσκου και απορροφάται. Επειδή τα στοιχεία και τα μόρια απορροφούν και εκπέμπουν φως σε χαρακτηριστικές συχνότητες, αυτό σημαίνει ότι αφήνουν τα δακτυλικά τους αποτυπώματα στο ίδιο το φως των αστεριών όταν φτάσει στο JWST.

Υπό το φως αυτού του νεαρού άστρου, οι αστρονόμοι μπορούσαν να δουν δακτυλικά αποτυπώματα αμμωνίας, κυανικού, καρβονυλοσουλφιδίου και βαρέως διοξειδίου του άνθρακα, όλα σε μορφή πάγου. Κατάφεραν επίσης να υπολογίσουν την αναλογία μεταξύ βαρέος διοξειδίου του άνθρακα και «κανονικού» διοξειδίου του άνθρακα, επιτρέποντάς τους να κάνουν έναν υπολογισμό του τελευταίου μορίου, το οποίο είναι κοινό εδώ στη Γη.

Ένα διάγραμμα που εξηγεί τι σημαίνει κάθε χρώμα στην εικόνα.  οι μπλε φυσαλίδες αντιπροσωπεύουν πίδακες που πνέουν κάθετα, το πράσινο αντιπροσωπεύει τον άνεμο στην περιοχή και το κόκκινο στο κέντρο είναι ο ίδιος ο δίσκος.  Περισσότερο μπλε σημαίνει περισσότερος πάγος.

Ένα διάγραμμα που εξηγεί τι σημαίνει κάθε χρώμα στην εικόνα. οι μπλε φυσαλίδες αντιπροσωπεύουν πίδακες που πνέουν κάθετα, το πράσινο αντιπροσωπεύει τον άνεμο στην περιοχή και το κόκκινο στο κέντρο είναι ο ίδιος ο δίσκος. Περισσότερο μπλε σημαίνει περισσότερος πάγος.

Ένα αποτέλεσμα αυτής της συγκεκριμένης πτυχής της έρευνας είναι η ανακάλυψη ότι ο πάγος του μονοξειδίου του άνθρακα στον πρωτοπλανητικό δίσκο μπορεί να αναμιχθεί με λιγότερο πτητικό διοξείδιο του άνθρακα και νερό, κάτι που θα του επέτρεπε να παραμείνει παγωμένος σε πιο κοντινή απόσταση από το νεαρό αστέρι από ό,τι στο παρελθόν. εκτιμάται. Αυτό σημαίνει ότι πλανήτες με υψηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα θα μπορούσαν να σχηματιστούν κοντά στα αστέρια τους.

Τα πρώτα αποτελέσματα από το έργο Ice Age JWST αναμένονταν το 2023 και με αυτό το απόθεμα πάγου υπό έλεγχο, η ομάδα θα εξετάσει τώρα άλλους πρωτοπλανητικούς δίσκους για να δει αν ισχύουν τα ίδια μείγματα πάγου με βάση τον άνθρακα. Αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει τους επιστήμονες να τροποποιήσουν την κατανόησή τους για τις πλανητικές συνθέσεις.

Σχετικές ιστορίες:

– Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb βρίσκει νερό και μεθάνιο στην ατμόσφαιρα ενός «καυτού Δία»

– Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb τρυπά μέσα από τη σκόνη για να βρει έναν φανταστικό αρχαίο γαλαξία

– Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb παρατηρεί έναν γαλαξιακό κήπο με αναπτυσσόμενα αστέρια (εικόνα)

“Το 2016, δημιουργήσαμε ένα από τα πρώτα ερευνητικά προγράμματα της JWST, την Εποχή των Παγετώνων. Θέλαμε να μελετήσουμε πώς εξελίσσονται τα παγωμένα δομικά στοιχεία της ζωής στο ταξίδι από την αρχή τους στα κρύα διαστρικά σύννεφα στις περιοχές σχηματισμού κομητών των νεαρών πλανητικών συστημάτων.” είπε η Melissa McClure, συν-συγγραφέας της έρευνας και επιστήμονας στο Πανεπιστήμιο του Leiden. «Τώρα αρχίζουν να φτάνουν τα αποτελέσματα.

«Είναι μια πραγματικά συναρπαστική στιγμή».

Η έρευνα της ομάδας περιγράφεται λεπτομερώς σε άρθρο που δημοσιεύτηκε στις 6 Δεκεμβρίου στο περιοδικό Αστρονομία και Αστροφυσική.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *