Szerves molekulák a bolygóképződési zónákban

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

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

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, acetilén és szén-dioxid), valamint a vízgőz emissziós vonalait. Az észlelt színképet modellszámításokból származó spektrumokkal összehasonlítva meghatározhatók a kibocsátó gáz különböző paraméterei, tulajdonságai, például a hőmérséklete, a mennyisége egységnyi felületre vetítve, illetve mindegyik azonosított molekulára a kibocsátó terület nagyságával ekvivalens korongsugár. Az eredmények szerint a korongban mindegyik molekulából több van, mint abban a sűrű, csillagközi 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 korongban 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.

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

A Spitzer adatai alapján egy másik csoport is vízgőz után kutatott fiatal csillagok körüli korongokban, s több esetben a korongok 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 korongok felszínét látjuk. A korongok belsejében valószínűleg jóval több vízgőz van. Az eredményeket részletező szakcikk az Astrophysical Journal Letters c. folyóirat 2008. március 20-i számában fog megjelenni.

5 könyv
Több mint 600 meghökkentő, érdekes és tanulságos történet!

MEGVESZEM

Kövesse az Indexet Facebookon is!

Követem!