A HL Tauri megmagyarázhatja a bolygókeletkezés rejtélyét

Egy nemzetköri kutatócsoport két rést talált egy fiatal csillag, a HL Tauri körül lévő gázkorongban, ezek ugyanott vannak, mint a porban lévő rések, ezért a bolygókeletkezés hamarabb indulhat meg, mint eddig gondoltuk – írja a csillagaszat.hu. Az eredményeket részletező szakcikk az Astrophysical Journal folyóiratban jelent meg.

Már régóta ismert tény, hogy a bolygók a csillagok körül található porkorongban keletkeznek, de még nem teljesen értjük, hogyan kerülnek rések a csillagok körüli porkorongba. Egy magyarázat szerint a réseket a korongban születő bolygók okozzák azzal, hogy a porszemcséket magukhoz vonzzák vagy ellökik azokat a pályájukról.

Az ALMA távcsőhálózat által készített megfigyeléseken a HL Tauri nevű csillag körül lévő porkorongban néhány ilyen rés nagyon jól megfigyelhető. Azonban az a magyarázat, hogy bolygók okozzák a porkorongban lévő réseket, ebben az esetben megkérdőjeleződik, ugyanis a csillag mindössze egymillió éves, és a jelenlegi tudásunk szerint a bolygókeletkezés több tíz millió évig tart. Két másik magyarázat is felmerült a rések magyarázatára. Az egyik szerint a porszemcsék mérete változik összeállás vagy szétesés következtében, a másik szerint porszemcsék keletkeznek a gázmolekulák megfagyásának következtében.

Hsi-Wey Yen (Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics, Taiwan) és prof. Shigehisa Takakuwa (Kagoshima University, Japán) vezetésével a kutatócsoport azt vizsgálta, hogy milyen eloszlású a gáz a porkorongban, hogy jobban megértsük a HL Tauri körül lévő korongnak a természetét. Ha a réseket a porszemcsék megváltozása okozza, akkor annak nem lenne közvetlenül hatása a korongban lévő gázra, tehát nem látnánk a gázban réseket. Ha a porkorongban lévő réseket születő bolygók okozzák, akkor ezen égitestek gravitációs hatása a gázban is megfigyelhető lenne – réseket látnánk ott is.

A gáz eloszlását még az ALMA távcsöveivel is nagyon nehéz felfedni. A kutatócsoport a HCO+ gázmolekulák kibocsátási vonalait vizsgálta, új módszerrel minden eddiginél élesebb képet tudtak alkotni a HL Tauri körüli korongról, majd a gáz eloszlását vizsgálták. Két rést fedeztek fel a korongban, egyet 28, egyet pedig 69 csillagászati egységre a csillagtól. „Érdekes módon a gázban található rések ugyanott vannak, mint a porkorongban lévő rések” – mondta Yen. A tény, hogy a gázban és a porban lévő rések ugyanott találhatóak, arra utal, hogy a résekben lévő anyag mennyisége folyamatosan csökken. Ez megcáfolja azokat az elméleteket, melyek a réseket kizárólag a porszemcsék változásával magyarázták. A résekben lévő anyag csökkenése azt mutatja, hogy ott bolygók keletkeznek, még a HL Tauri fiatal kora ellenére is. „Eredményünk alapján a bolygókeletkezés hamarabb beindul, mint gondoltuk” – mondta Yen.

A kutatók elméleti modellekből megállapították, hogy a belső résben egy nagyjából 0,8 Jupiter-tömegű égitest lehet. A külső rés eredete viszont még nem tisztázott. Itt is létezhet egy bolygó, aminek a tömege 2,1-szer nagyobb a Jupiternél, de a kutatás nem tudta kizárni annak a lehetőségét, hogy a rést a por és a gáz közötti kölcsönhatás hozta létre. Ezen kérdés eldöntéséhez további kutatásra van szükség.

Takakuwa szerint új módszerek alkalmazása meglévő adatokra további fontos tényeket tárhat fel, tovább növelve az ALMA tudományos jelentőségét. Ha ezt a módszert más fiatal csillagokra használják fel, akkor a csillagászok a bolygókeletkezésre egy eddiginél jobb modellt tudnak felállítani.