Astronomija

Ar gali susidaryti spurgos formos planeta ar žvaigždė?

Ar gali susidaryti spurgos formos planeta ar žvaigždė?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Kiek stabili yra spurgos formos žvaigždės ar planetos konfigūracija ir kokiomis sąlygomis toks objektas gali susidaryti? Ar yra kokių nors įrodymų, kad tokie objektai gali egzistuoti?


Iš esmės taip. Praktiškai ne.

Klausimas buvo tiriamas ilgą laiką. Klasikinis gydymas yra Dysono dokumentai apie „inkarinius žiedus“ 1893 m. (I popierius, II popierius), tačiau jis grįžta prie „pusiausvyros figūrų“ tyrimo, pradedant Niutono svarstymais apie Žemės oblatumą, o vėliau tęsiant Maclaurino ir Jacobi knygas. besisukančių homogeniškų savaiminio gravitacijos skysčių besisukančių elipsoidų analizė (žr. Chandrasekharo knygą Elipsinės pusiausvyros figūros 1969 m. Už viską šia tema; trumpesnė apžvalga).

Pagrindinė elipsoidų istorija yra ta, kad pridedant kampinį impulsą, jie tampa labiau obliati (Maclaurino elipsoidai), nestabilūs už kritinio taško, kad taptų bendraisiais trijų ašių elipsoidais (Jacobi elipsoidais), kuriuose taip pat gali būti skysčių judesių ( Dedekind elipsoidai). Galų gale yra per didelis kampinis impulsas ir jis suskaidomas, tačiau Cartanas parodė, kad greičiausiai auga režimas yra žemo dažnio harmonika, todėl ji tiesiog padalijama į dvi dalis. Taigi tokiu būdu negausite toro formos planetos ar žvaigždės.

Dysonas manė, kad žiedo nestabilumas jau yra. Jis nustatė, kad beveik žiediniams žiedams:

Žiedinė besisukančio gravitacinio skysčio pusiausvyros forma yra stabili trikdžiams, simetriškiems aplink ašį, ir trikdžiams, kurie keičia centrinės kreivės o, f formą, tačiau yra nestabili dėl ilgų karoliuotų trikdžių. Ko gero, galima tikėtis šio rezultato, kaip banguotomis bangomis, masė natūraliai būtų suskaidyta į sferoidines mases.

Panašu, kad panašūs rezultatai galioja ir daugiau elipsoidinių žiedų.

Nestabilumo sąlyga yra $ R> 3r $, tai yra, ploni ratlankiai yra nestabilūs, o tikrai storos spurgos gali būti stabilios.

Kita vertus, kaupiantis diskas gali kažkaip numesti kampinį pagreitį. Ar tai gali sukelti skystą ar vientisą torą (nors ir su kūnu viduryje)? Tai yra problema, kodėl Saturnas išlaiko žiedus. Tisserandas tai parodė $ N $ palydovai galėtų skrieti toje pačioje orbitoje, jei $ m / M <2,3 / N ^ 3 $ - kuo daugiau palydovų, tuo labiau jie linkę klibėti, nebent būtų labai maži. (Sheeres & Vinh 1993) šiek tiek sugriežtina įrištą. Taigi, jei nėra kitų jėgų, o ne dėl gravitacijos, laikant daiktus vietoje, dulkių ar dujų žiedas linkęs sulipti.

Nuo to laiko šį klausimą nagrinėjo kiti, pvz., (Wong 1974). Jie nustatė, kad iš esmės atrodo, kad yra nestabilių tarpinių formų kelias nuo Maclaurino elipsoidų iki torii (žr. Ansorg, Kleinwächter & Meinel 2003) ir jei yra pakankamai išsisklaidymo tinkamos rūšies tai gali neutralizuoti dalijamą nestabilumą. Bet atrodo, kad viskas neįvyks, nebent viskas bus tinkamai nustatyta.

Wongo referatas spėja įvairiais astrofiziniais atvejais, kai gali būti įmanoma toras. Arčiausiai tikrovės greičiausiai yra žiedinės galaktikos, kuriose žvaigždžių žiedas išlieka gana ilgai. Taip pat nemažai domimasi toroidiniais debesimis aplink juodąsias skyles (su akrecijos diskais arba be jų), nes jie yra prasmingi kaip aktyvių galaktikos branduolių modeliai. Bet čia yra diskų dujų slėgis ir šviesumas, apsunkinantys dalykus: tai toli gražu nėra žiedo formos žvaigždė ar planeta.

(Dėl to gaila, nes man buvo labai smagu juos modeliuoti!)


Ne, tokia konfigūracija nebūtų stabili. Materija linkusi susikaupti ir, didėjant masei, sukimasis sulėtėja.

Jei sukimasis būtų per greitas bet kokio dydžio medžiagai, įtempiai būtų per dideli, kad ji liktų kaip vientisas kūnas. Tokiais atvejais gautumėte ką nors panašesnio į griuvėsių krūvą. Jei sukimasis būtų kažkaip pakankamai aukštas, kad teoriškai susiformuotų spurgos forma, manau, kad materijos gravitacinės jėgos nepakaktų, kad ji susilietų į bet kokį darnų kūną.

Apsvarstykite, kad, norint išsaugoti kampinį impulsą, kampinis greitis mažėja didėjant atstumui nuo sukimosi centro. Tai yra, arčiau centro esantys daiktai sukasi greičiau nei toliau. Bet kietam kūnui kampinis sukimasis yra vienodas visais atstumais nuo centro. Tai reiškia, kad kampinis greitis (laipsniais per laiko vienetą) yra vienodas visais atstumais, ir šiuo atveju arčiau centro esantys daiktai sukasi lėčiau nei toliau esantys daiktai.

Taigi, norint suformuoti tvirtą kūną, centre esantys daiktai turi sulėtėti, nes kaupiasi materija - didėjant jie sukasi lėčiau. Tai neleistų suformuoti spurgos, nes centripetalinės jėgos neatsveria gravitacijos jėgų. Skysti kūnai, pavyzdžiui, žvaigždės ar planetos su skystomis / išlydytomis šerdimis, yra sudėtingesni, tačiau taikoma ta pati mintis.


Paprastas atsakymas: ne.

Tokios formos kaip spurga (ši forma vadinama toru) gali egzistuoti erdvėje, bet ne tankioje medžiagoje. Tanki medžiaga tampa sferine, nes gravitacija ją tempia kartu ir rutulys yra mažiausia, kokią tik gali gauti (dydis priklauso nuo to, kas priešinasi gravitacijai - turbulencijai ar radiacijai ir pan.)

Planetos apibrėžimas iš tikrųjų apima sferinę formą, nes tai susiję su dydžiu ir mase. Asteroidai gali būti pagaminti iš panašios medžiagos kaip planetos ir skrieti aplink saulę, tačiau viena iš priežasčių, kodėl mes jų nevadiname planetomis, nes jie nėra sferiniai.


Apsvarstykite šį priešpriešą: asteroido diržas. Visumoje jis yra toroidinis, bet tik todėl, kad visi komponentai sukasi apie saulę. Jie net nesudarytų toro, jei nebūtų orbitos parametrų. Didesni grumstai (t. Y. Protoplanetos) gali susidaryti tik dėl gravitacinės traukos, kuri sukuria tiesias linijas patrauklias jėgas (priešingai nei, pvz., Laisvo elektrono kelias magnetiniame lauke). Visa medžiaga traukiama link bendro centro.


Astronomai fiksuoja retus planetą formuojančių diskų vaizdus aplink žvaigždes

Tarptautinė astronomų komanda užfiksavo penkiolika planetos formavimo diskų vidinių ratlankių, esančių už šimtų šviesmečių, vaizdų. Šie dulkių ir dujų diskai, panašūs į muzikos plokštelę, susidaro aplink jaunas žvaigždes. Vaizdai atskleidžia naują šviesą, kaip formuojasi planetos sistemos. Jie buvo paskelbti žurnale Astronomija ir astrofizika.

Norėdami suprasti, kaip formuojasi planetų sistemos, įskaitant ir mūsų pačių, turite ištirti jų kilmę. Planetą formuojantys arba protoplanetiniai diskai formuojami vieningai su juos supančia žvaigžde. Diskų dulkių grūdeliai gali išaugti į didesnius kūnus, o tai ilgainiui lemia planetų susidarymą. Manoma, kad uolėtos planetos, tokios kaip Žemė, formuojasi vidiniuose protoplanetinių diskų regionuose, esančiuose mažiau nei penki astronominiai vienetai (penkis kartus didesni už Žemės ir Saulės atstumą) nuo žvaigždės, aplink kurią susiformavo diskas.

Prieš šį naują tyrimą buvo padaryta keletas šių diskų nuotraukų su didžiausiais vieno veidrodžio teleskopais, tačiau jie negali užfiksuoti puikiausių jų detalių. „Šiose nuotraukose arti žvaigždės esantys regionai, kuriuose formuojasi uolėtos planetos, yra padengti tik keliais pikseliais“, - sako pagrindinis autorius Jacquesas Kluska iš KU Leuveno Belgijoje. "Turėjome vizualizuoti šias detales, kad galėtume nustatyti modelius, kurie gali išduoti planetos susidarymą, ir apibūdinti diskų savybes." Tam reikėjo visiškai kitokios stebėjimo technikos. „Džiaugiuosi, kad mes pirmą kartą turime penkiolika šių vaizdų“, - tęsė Kluska.

Vaizdo rekonstrukcija

Kluska ir jo kolegos sukūrė vaizdus Europos pietų observatorijoje (ESO) Čilėje, naudodami infraraudonųjų spindulių interferometrijos metodą. Naudodami ESO PIONIER instrumentą, jie sujungė keturių teleskopų surinktą šviesą labai didelio teleskopo observatorijoje, kad detaliai užfiksuotų diskus. Tačiau ši technika nepateikia stebimo šaltinio vaizdo. Diskų detales reikėjo atkurti matematinės rekonstrukcijos technika. Ši technika panaši į tai, kaip buvo užfiksuotas pirmasis juodosios skylės vaizdas. „Turėjome pašalinti žvaigždės šviesą, nes tai trukdė detalių lygiui, kurį galėjome pamatyti diskuose“, - aiškina Kluska.

„Išskirti detales uolėtų planetų, tokių kaip Žemė ar Jupiteris, orbitos mastu (kaip matote vaizduose) - Žemės ir Saulės atstumo dalis - tolygu galimybei pamatyti žmogų Mėnulyje, arba norint išskirti plauką 10 km atstumu “, - pažymi Jeanas Philippe'as Bergeris iš Universiteto ir eacute Grenoble-Alpes, kuris kaip pagrindinis tyrėjas buvo atsakingas už darbą su PIONIER instrumentu. "Infraraudonųjų spindulių interferometrija reguliariai naudojama norint atskleisti mažiausias astronomijos objektų detales. Derinant šią techniką su pažangiąja matematika, galiausiai galime paversti šių stebėjimų rezultatus vaizdais."

Pažeidimai

Kai kurie radiniai iš karto išsiskiria iš vaizdų. "Galite pastebėti, kad kai kurios dėmės yra ryškesnės ar mažiau ryškios, kaip aukščiau esančiuose paveikslėliuose: tai rodo procesus, kurie gali sukelti planetos susidarymą. Pavyzdžiui: diske gali būti nestabilumo, dėl kurio gali atsirasti sūkuriai, kuriuose diske kaupiasi grūdeliai. kosminių dulkių, kurios gali išaugti ir virsti planeta “.

Komanda atliks papildomus tyrimus, kad nustatytų, kas gali slypėti už šiuos pažeidimus. Kluska taip pat atliks naujus stebėjimus, norėdamas gauti dar daugiau informacijos ir tiesiogiai stebėti planetos formavimąsi regionuose, esančiuose šalia žvaigždės esančiuose diskuose. Be to, Kluska vadovauja komandai, kuri pradėjo tyrinėti 11 diskų aplink kitus, senesnio tipo žvaigždes, taip pat apsuptus dulkių diskų, nes manoma, kad šios taip pat gali išdygti planetomis.


Vienas atsakymas į & ldquoJaunos žvaigždės gali išgarinti netoliese esančius diskus, kol jos gali suformuoti planetas ir rdquo

Tai įdomus radinys.

& # 8220Ir yra dar viena įdomi užuomina, kad galėjo susidurti diskai: asteroidai, kurie Žemės atžvilgiu skrieja aplink saulę kita plokštuma. Šie asteroidai tikriausiai kilę iš kito disko “.

Labai ekscentriškos ir linkusios „Sednitos“ - 13 aptiktų planetoidų grupės Saulės sistemos pakraštyje - orbitos rodo, kad jie galėjo būti užfiksuoti iš artėjančios šalia esančios žvaigždės disko (Jílková et al. 2015). 8221

Taigi Jílková ir kt. 2015 m. [Https://arxiv.org/pdf/1506.03105.pdf] aprašomi atsiskyrę KBO, kurie paprastai priskiriami devynioms planetoms arba pasirinkimo šališkumui.

& # 8220Kozai hipotezės metu gali kilti papildomų problemų. Trujillo ir amp Sheppard (2014) nurodo, kad Kozai mechanizmas leidžia biblioteką apie abu? = 0 taip pat? = 180, o trūksta?

180 objektų rodo, kad iš pradžių objektai buvo gauti dėl kokio nors papildomo proceso?

0. Norėdami sukurti norimą konfigūraciją, jie iškviečia stiprų žvaigždžių susitikimą. Naujausias darbas (Jílková ir kt., 2015) parodo, kaip toks susitikimas iš esmės galėtų sukelti pradines sąlygas, kurios būtų suderinamos su šiuo pasakojimu. Galbūt didesnis sunkumas yra tas, kad tokio masinio trukdžio dinaminiai padariniai jau galėjo būti matomi vidinėje Saulės sistemoje. Iorio (2014) išanalizavo tolimo sutrikdytojo poveikį vidinių planetų apsidinių linijų precesijai ir siūlo, kad objektai, ypač mažo pasvirimo trukdžių atveju, masyvesni už Žemę su

Iš duomenų neįtraukta 200–300 AU (taip pat žr. Iorio 2012). & # 8221



Prisijunkite prie mūsų 836 globėjų! Šioje svetainėje nematyti skelbimų, anksti pamatyti mūsų vaizdo įrašus, specialią premijų medžiagą ir daug daugiau. Prisijunkite prie mūsų adresu patreon.com/universetoday


Planetas formuojantys diskai aplink žvaigždes gali būti iš anksto pakrauti su ingredientais visam gyvenimui

Planetą formuojantis dujų ir dulkių diskas aplink jauną žvaigždę, vadinamą HD 100546 (pavaizduota), regis, paveldėjo metanolį iš žvaigždžių debesies, kuris suformavo žvaigždę.

Pasidalinti:

Chemija, vedanti į gyvenimą, gali prasidėti dar negimus žvaigždėms.

Planetą formuojančiame dujų ir dulkių diske aplink jauną žvaigždę astronomai aptiko metanolio. Diskas yra per šiltas, kad jame negalėtų susidaryti metanolis, todėl ši sudėtinga organinė molekulė tikriausiai atsirado tarpžvaigždiniame debesyje, kuris sugriuvo ir sudarė žvaigždę bei jos diską, mokslininkai praneša internete gegužės 10 d. Gamtos astronomija. Ši išvada pateikia įrodymų, kad bent jau kai kurios tarpžvaigždinės erdvės organinės medžiagos gali pasėti diskus apie naujagimių žvaigždes ir suteikti potencialių ingredientų gyvenimui naujose planetose.

"Tai yra gana įdomu, nes tai reiškia, kad iš esmės visos planetos, besiformuojančios aplink bet kokią žvaigždę, galėtų turėti šią medžiagą", - sako Viviana Guzmán, Santiago popiežiškojo katalikų universiteto Čilėje astrochemikė.

Tarpžvaigždiniuose dujų ir dulkių debesyse buvo pastebėtos sudėtingos organinės molekulės (SN: 22/21/21), taip pat planetų formavimo diskuose aplink jaunas žvaigždes (SN: 2008-02-18). Tačiau astronomai nežinojo, ar organinė medžiaga iš tarpžvaigždinės erdvės gali išgyventi susidarius protoplanetiniam diskui, ar organinė chemija turėjo prasidėti nuo nulio aplink naujas žvaigždes.

Prisiregistruokite gauti naujausią iš Mokslo naujienos

Antraštės ir naujausių santraukos Mokslo naujienos straipsniai, pristatomi į jūsų pašto dėžutę

„Kai suformuojate žvaigždę ir jos diską, tai nėra labai lengvas, vėjuotas procesas“, - sako Alice Booth, astronomė iš Leideno universiteto Nyderlanduose. Pasak jos, naujos žvaigždės spinduliavimas ir smūginės bangos imploduojančioje medžiagoje „gali sunaikinti daug molekulių, kurios iš pradžių buvo jūsų pradiniame debesyje“.

Naudodamasis ALMA radijo teleskopų matrica Čilėje, Boothas ir jo kolegos stebėjo diską aplink ryškią, jauną žvaigždę, pavadintą HD 100546, esančią maždaug už 360 šviesmečių. Ten komanda pastebėjo metanolį, kuris, kaip manoma, yra gyvybės molekulių, tokių kaip aminorūgštys ir baltymai, statybinė medžiaga.

Metanolis negalėjo atsirasti diske, nes ši molekulė susidaro vandeniliui sąveikaujant su anglies monoksido ledu, kuris užšąla žemiau –253 ° C temperatūros. Diskas aplink HD 100546 yra daug šiltesnis už tą, kurį kaitina žvaigždė, kurios paviršius yra maždaug 9700 ° C - maždaug 4000 laipsnių karščiau nei saulė. Taigi diskas turėjo paveldėti savo metanolį iš tarpžvaigždinio debesies, kuris suklastojo jo centrinę žvaigždę, daro išvadą tyrėjai.

"Tai yra pirmasis įrodymas, kad tikrai įdomi chemija, kurią mes matome anksti [žvaigždžių formavimosi metu], iš tikrųjų išgyvena inkorporaciją į planetą formuojantį diską", - sako Karinas Öbergas, Harvardo universiteto astrochemikas, nedalyvavęs darbe. Anot jos, astronomai turėtų ieškoti diskų aplink kitas jaunas žvaigždes, ieškodami metanolio ar kitų organinių molekulių, kad „ištirtų, ar tai vienkartinis dalykas, ar pasiseka, ar galime drąsiai manyti, kad planetą formuojantys diskai visada paveldi šių molekulių rūšių “.

Turite klausimų ar komentarų apie šį straipsnį? Parašykite mums el. Laišką adresu [email protected]

Citatos

Apie Mariją Temming

Maria Temming yra fizinių mokslų personalo žurnalistė, apimanti viską, pradedant chemija, baigiant informatika ir kosmologija. Ji turi fizikos ir anglų kalbos bakalauro laipsnius, gamtos mokslų rašymo magistro laipsnį.


Planetos nelauk, kol pirma susiformuos jų žvaigždė

Panašu, kad mums gali tekti atnaujinti savo teorijas apie žvaigždžių ir planetų formavimąsi naujose Saulės sistemose. Astronomų komanda atrado Saulės sistemoje besiformuojančias jaunas planetas, kurioms yra tik apie 500 000 metų. Prieš šį atradimą astronomai manė, kad žvaigždės jau yra įsiliejusios į savo suaugusių žmonių gyvenimą, kol planetos susiformuoja iš likusios medžiagos žvaigždžių diske.

Dabar, remiantis nauju tyrimu, panašu, kad planetos ir žvaigždės gali formuotis ir augti kartu.

Astronomai ištyrė daugybę jaunų saulės sistemų. Paprastai jauną žvaigždę supa dulkių diskas, o astronomai gali matyti žiedus, kuriuos formuodamiesi dulkėse išvalo jaunos planetos. Tais atvejais jauna žvaigždė jau surinko savo masę. Bet ne šiuo atveju.

Tradiciškai buvo manoma, kad žvaigždė didžiąją dalį formuojasi dar prieš susiformuodama planetoms, tačiau mūsų stebėjimai parodė, kad jos formuojasi vienu metu. & # 8221

Ianas Stephensas, bendraautoris, CfA

Naujo tyrimo pavadinimas yra & # 8220Keturios žiedinės struktūros protostelariniame diske, jaunesniame nei 500 000 metų. & # 8221 Pagrindinis autorius yra Dominique Segura-Cox, mokslininkas iš Maxo Plancko nežemiškos fizikos instituto (MPE) Vokietijoje. Straipsnis publikuotas žurnale „Nature“.

Tyrimo centre - jaunas protostaras, pavadintas IRS 63. Jis yra maždaug už 470 šviesmečių nuo mūsų, Ophiuchus žvaigždyno kryptimi. IRS 63 yra giliai įterptas į tankų LI709 tarpžvaigždinį debesį.

„Herschel“ kosminio teleskopo atvaizduotas tankus Ophiuchus molekulinio debesies L1709 regionas, kuris supa ir paduoda medžiagą žymiai mažesniam IRS 63 protostarui ir planetą formuojančiam diskui (vieta pažymėta juodu x).
Kreditas: MPE / D. „Segura-Cox“ duomenų kreditas: ESA / Herschel / SPIRE / PACS / D. Arzoumanianas

IRS 63 skiriasi nuo kitų jaunų žvaigždžių. Tai rodo signalinius dulkių žiedus, kurie signalizuoja apie jaunų planetų buvimą, tačiau tai tik pusė amžiaus nuo kitų jaunų žvaigždžių, rodančių tuos pačius žiedus, amžiaus. Būdama jaunesnė nei 500 000 metų, kūdikių žvaigždė dar nebaigė rinkti savo masės ir vis dar formuojasi.

& # 8220Pastebėjome jauną protoplanetinį diską, vadinamą IRS 63, ir diske radome spragų ir žiedų, kurie rodo planetos susidarymą, & # 8221 sakė tyrimo bendraautorius Ianas Stephensas,
Astrofizika | Harvardas ir Smithsonianas (CfA). Tradiciškai buvo manoma, kad žvaigždė didžiąją dalį formuojasi dar prieš susiformuodama planetoms, tačiau mūsų stebėjimai parodė, kad jos formuojasi vienu metu. & # 8221

Tame pačiame pranešime spaudai pagrindinis autorius Segura-Coxas pridūrė: & # 8220Diske esantys žiedai aplink IRS 63 yra tokie jauni. Anksčiau turėjome tokią mintį, kad žvaigždės pirmiausia įžengė į pilnametystę ir buvo po to kilusių planetų motinos, tačiau dabar matome, kad protostarai ir planetos auga ir vystosi nuo pat ankstyvų laikų kaip broliai ir seserys. & # 8221

Tyrime autoriai rašo & # 8220. Žiedinės formos pamatai, kuriuos stebime link jauno protostar IRS 63 disko, rodo, kad planetos mažiausio susidarymo sąlygos tikriausiai prasideda labai ankstyvais laikais, nustatant pirmosios planetų kartos formavimosi etapą. # 8221

Tyrėjų komanda sugebėjo įvertinti aplink jaunąją žvaigždę besiformuojančias planetų mases. Autoriai rašo, kad planetų masę, reikalingą kiekvienam tarpui atidaryti, galima apskaičiuoti pagal mūsų dulkių stebėjimus. & # 8221 Jie pridūrė: & # 8220 Darant prielaidą, kad kiekvieną tarpą atveria viena planeta, G1 tarpui reikalinga planetos masė yra 0,47.MJupiteris (kur MJupiteris yra Jupiterio masė), o tarpui G2 reikia 0,31 planetos masėsMJupiteris.”

Komanda įspėja, kad tai yra viršutinės masės ribos, ir jie taip pat mini, kad šios masės stebina ir yra didesnės nei tikėtasi. Apskaičiuotos planetos masės jauname IRS 63 diske jau yra palyginamos su Jupiterio masėmis ir yra stebėtinai didelės šiais spinduliais, atsižvelgiant į tai, kad ankstyvoje formavimosi stadijoje planetos susiduria su rimtomis kliūtimis augti iki tokių didelių masių per trumpą laiką taip pat vengti bėgimo kaupimosi vėlesniuose jų formavimo etapuose. & # 8221

IRS 63 dulkių disko žiedai ir tarpai rodomi šalia to paties dydžio skalės ir IRS 63 disko orientacijos nubrėžtų Saulės sistemos orbitų eskizo. Žiedų vietos yra panašios į objektų vietas mūsų pačių Saulės sistemoje, o vidinis žiedas yra maždaug Neptūno orbitos dydžio ir išorinis žiedas yra šiek tiek didesnis nei Plutono ir # 8217 orbita.
Kreditas: MPE / D. „Segura-Cox“ duomenų kreditas: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO)

IRS 63 sistemos išvados padeda pakeisti mūsų supratimą apie jaunas saulės sistemas. Bet jie taip pat gali mums ką nors pasakyti apie mūsų pačių Saulės sistemą ir jos formavimąsi.

Dujų gigantams, tokiems kaip Jupiteris, susidaryti reikia apie 10 Žemės masių kietos medžiagos. Ta medžiaga tampa šerdimi, o aplink ją kaupiasi didžiulis dujų kiekis. IRS 63 tirianti komanda išmatavo medžiagos kiekį jauname diske ir rado maždaug 150 Žemės masės medžiagų - tiek dulkių, tiek dujų. Kai komanda susiejo tą matavimą su aplinkinio disko ir jo žiedų bei spragų matavimais, jie kažką išmoko.

Šie žiedai ir spragos rodo, kad mes matome ankstyviausius planetos formavimosi įrodymus ir kad planetos tikrai pradeda formuotis per pirmąjį pusmetį milijono metų ir tikriausiai per pirmuosius 150 000 metų “, - sakė Stephensas. Planetos, ypač tokios planetos kaip Jupiteris, pradėjo savo kūrimąsi viename iš ankstyviausių žvaigždžių formavimosi etapų. & # 8221

Astronomai mano, kad Jupiteris iš pradžių susikūrė už Neptūno ribų, o paskui migravo į vidų, kad galiausiai užimtų dabartinę poziciją. Kai kurie tyrimai rodo, kad migracijai prireikė 700 000 metų. Šie nauji IRS 63 & # 8217s disko medžiagos pastebėjimai tai patvirtina. Komanda mano, kad medžiagos kiekis diske ir jaunas sistemos amžius yra labai panašus į panašaus amžiaus sąlygas mūsų pačių Saulės sistemoje.

& # 8220Disko dydis yra labai panašus į mūsų pačių Saulės sistemą, & # 8221 sakė Segura-Cox. & # 8220Net protostaro masė yra tik šiek tiek mažesnė už mūsų Saulės masę. Tyrinėdami tokius jaunus planetos formavimo diskus aplink protostarus galime suteikti svarbių įžvalgų apie mūsų pačių kilmę. & # 8221

Šis rezultatas stebina, nors tam tikru būdu to neturėtų būti. Šių jaunų žvaigždžių sistemas yra labai sunku įžvelgti. Dėl visų dujų ir dulkių sunku juos stebėti, o tai reiškia, kad šiose sistemose vyksta dalykai, kurių astronomai dar nematė. Tačiau pastaraisiais metais padaryta nemaža pažanga. Laimei, ALMA gali ištirti šias sistemas, stebėdama dulkių grūdelių išmetimą.

ALMA protoplanetinio disko vaizdas iš 2019 m. Šis netoliese esančios jaunos žvaigždės TW Hydrae paveikslėlis atskleidžia klasikinius žiedus ir spragas, reiškiančias, kad šioje sistemoje yra planetos. Autoriai: S. Andrews (Harvardo-Smithsoniano CfA) B. Saxtonas (NRAO / AUI / NSF) ALMA (ESO / NAOJ / NRAO)

2019 m. Astronomai naudojo ALMA („Atacama Large Millimeter-submillimeter Array“), norėdami pažvelgti į jauną Saulės sistemą, susidarančią aplink TW Hydrae - jauną T-Tauri žvaigždę, esančią maždaug už 196 šviesmečių. Jie sugebėjo pamatyti žiedus ir spragas aplink žvaigždę esančios medžiagos diske, kurie yra planetos susidarymo signaliniai ženklai.

Tiesą sakant, stebėti, kaip jaunos planetos raižo žvaigždžių disko spragas, yra beveik įprasta. Astronomai, naudojantys ALMA, dabar daug jų pastebėjo.

ALMA & # 8217s netoliese esančių protoplanetinių diskų didelės raiškos vaizdai yra Disk Substructures at High Angular Resolution Project (DSHARP) rezultatai. Autoriai: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), S. Andrews ir kt. NRAO / AUI / NSF, S. Dagnello

Pažymėtina, kad 2018 m. ESO labai didelis teleskopas netgi sugebėjo pastebėti dvi kūdikių planetas vienoje sistemoje. Vaizduose nėra daug detalių, ir jie mums daug nepasako, tačiau tai vis dar yra svarbus etapas.

Šis įspūdingas „SPHERE“ instrumento vaizdas ESO & # 8217s labai dideliame teleskope yra pirmasis aiškus planetos vaizdas, patekęs į patį susidarymo veiksmą aplink nykštukinę žvaigždę PDS 70. Kreditas: ESO / A. Müller ir kt.

Kaip ir daugelyje astronomijos sričių, būsimasis Jameso Webbo kosminis teleskopas įneš svarbų indėlį. Savo koronagu ir gebėjimu matyti infraraudonųjų spindulių vidurį jis galės pažvelgti į šias jaunas saulės sistemas ir pamatyti, kas vyksta. „Webb & # 8217s“ jautrumas bus daug pranašesnis už kitus teleskopus. Astronomai naudos savo galią ir jautrumą ieškodami jaunų sistemų, tokių kaip IRS 63. Kas žino, ką jie randa.

& # 8220Mūsų programa apžvelgia jaunas, naujai suformuotas planetas ir sistemas, kuriose jie gyvena, pranešime spaudai paaiškino pagrindinis tyrėjas Beth Biller iš Edinburgo universiteto. & # 8220Webb leis mums tai padaryti daug išsamiau ir bangos ilgiais, kurių dar niekada netyrėme. Taigi tai bus gyvybiškai svarbu norint suprasti, kaip šie objektai formuojasi ir kokios yra šios sistemos. & # 8221

„Gemini Planet Imager“ (GPI) HR 4796A vaizdas, didesnė žvaigždė dvejetainėje HR 4796 sistemoje. Jis rodo aplink HR HR 4796A esantį disko diską, dulkių ir planetų žiedų žiedą, kuris tam tikru požiūriu yra panašus į padidintą Saulės sistemos Kuiperio juostos versiją. Vaizdo kreditas: Marshallas Perrinas (Kosminio teleskopo mokslo institutas), Gaspardas Duchene'as (UC Berkeley), Maxas Millaras-Blanchaeris (Toronto universitetas) ir GPI komanda.

„James Webb & # 8217s“ ankstyvojo leidimo mokslo programa jau pasirinko tikslą. HR 4796 yra jauna dvejetainė žvaigždė, susidedanti iš planetų, kuriuos astronomai stebi jau 20 metų. Astronomai mano, kad ši sistema su savo planetos dalimis ir šiukšlių žiedu reprezentuoja daugelį jaunų saulės sistemų.

Priklausomai nuo to, ką JWST randa, mums gali tekti dar kartą atnaujinti savo teorijas. Tikėkimės.


Milžiniška planeta yra labai nutolusi nuo savo žvaigždės

Vienas geriausių dalykų, susijusių su dideliu egzoplanetų skaičiumi, kurį šiuo metu suranda astronomai, yra tai, kaip kai kurie yra labai skirtingi. Šie skirtumai kartais gali pakenkti nuolatinėms teorijoms ir paskatinti mokslininkus pradėti svarstyti naujas teorijas, kurios atspindi naują informaciją. Neabejotinai taip nutiks sutalpinti naują didžiulę planetą, kurią suras olandų mokslininkų vadovaujama komanda. Ši planeta yra unikali vienu ypatingu būdu ir # 8211 ji yra maždaug 110 kartų toliau nuo savo žvaigždės nei Žemė nuo saulės.

Žvaigždė ir ją lydinti planeta yra pietiniame Muskos žvaigždyne, nutolusiame nuo Žemės maždaug 360 šviesmečių. Planeta, žinoma kaip YSES 2b, buvo rasta „Young Suns Exoplanet Survey“ (YSES), kuri naudoja labai didelio teleskopo duomenis jaunų žvaigždžių paieškai. YBES 2b skrieja tik 14 milijonų metų, tačiau jis panašus į tai, kaip mūsų pačių saulė būtų atrodžiusi šiame amžiuje.

Tačiau aplink mūsų dabartinę saulę nėra tokios planetos, kaip YSES 2b, ir jos egzistavimas turi įdomių padarinių ankstyvosios Saulės sistemos modeliams. Buvo pateikti trys galimi paaiškinimai, kaip tokia didžiulė planeta gali susiformuoti taip toli nuo žvaigždės.

Pirmiausia būtų tai, kad jis tiesiog išaugo iš protoplanetinio disko, kuris yra labiausiai paplitęs planetų susidarymo metodas. Tačiau tų ankstyvosios stadijos diskų modeliai rodo, kad diske nebūtų pakankamai medžiagos, kad būtų suformuota šešis kartus didesnė Jupiterio planeta, esanti toli nuo pagrindinės žvaigždės.

Kitas galimas paaiškinimas yra tas, kad planetos diske buvo tam tikras gravitacinis nestabilumas, dėl kurio medžiaga kaupėsi tolimoje planetos vietoje. Kad tai būtų priežastis, toje erdvėje turėtų būti daug medžiagos, kad sukeltų nestabilumą. Šiuo metu neatrodo, kad to būtų pakankamai.

Galutinis paaiškinimas yra tas, kad planeta susiformavo daug arčiau žvaigždės, o paskui per pastaruosius kelis milijonus metų išsikėlė į didžiausią atstumą. Panašu, kad nutiko ir su mūsų pačių Saulės sistemos dujų milžinėmis, vadinamomis „Grand Tack“ hipoteze. Mokslininkai tikisi, kad nors kita jėga sukels tą migraciją. Dažniausiai tą jėgą sukeltų antra planeta, tačiau mokslininkai nemato tokios, kuri dėl gravitacijos sutrikimų galėtų išsiųsti planetą pakankamai toli, kad atsidurtų ten, kur ji yra dabar.

Daugiau neapdorotų duomenų iš teleskopo, rodančio YSES 2b egzoplanetą.
Kreditas: ESO / SPHERE / VLT / Bohn et all

Nors visi trys procesai turi argumentų prieš juos, vis tiek gali būti, kad vienas ar daugiau iš tikrųjų sukūrė YSES 2b. Tačiau įdomesnė perspektyva yra tai, kad buvo kažkoks kitas procesas, kuris jį sukūrė ir kuris mokslui būtų naujas. Reikia daugiau tyrimų, įskaitant tai, ar planeta iš tikrųjų juda, ar potencialiai didėja masė, o tai galėtų daugiau sužinoti apie radinį. Iki tol astronomai, įskaitant tuos, kurie vykdo YSES tyrimą, toliau ieškos nuostabiai keistų egzoplanetų.

Švino vaizdas:
Tiesioginis planetos YSES 2b vaizdas (apačioje dešinėje) ir jo pradžia, kurią blokuoja vainikėlis vaizdo centre.
Kreditas: ESO / SPHERE / VLT / Bohn et all


Naujas kosmoso atradimas atskleidžia, kaip formuojasi planetos

Duomenys apie jaunos žvaigždės ryškumą leido atrasti egzoplanetą DS Tuc Ab. Raudonos rodyklės žymi „tranzitus“, kur planeta susikerta tarp Žemės ir planetos žvaigždės. Dideles, lygias variacijas sukelia žvaigždė, jos jaunystės rezultatas. Autorius: Elisabeth Newton

Dartmuto koledžo tyrėjai atrado planetą, skriejančią aplink vieną ryškiausių žinomų jaunų žvaigždžių, rodo žurnale paskelbtas tyrimas „Astrofizikos žurnalo laiškai“. Maždaug 45 milijonų metų amžiaus žvaigždė ir jos planeta galėtų suteikti vertingos informacijos apie tai, kaip formuojasi planetos kūnai.

Planeta, žinoma kaip egzoplaneta, nes yra už Saulės sistemos ribų, buvo rasta vykdant NASA misiją „Transiting Exoplanet Survey Satellite“ (TESS). Nors jau buvo atrasta tūkstančiai egzoplanetos atradimų, rasta gana jaunos žvaigždės, kurios rutuliojasi tik kelios.

Dartmuto tyrime pastebėta egzoplaneta - žinoma kaip DS Tuc Ab - planetos laikais gali būti laikoma „prieš paauglį“. Planeta nebeauga, tačiau dėl savo jauno amžiaus ji vis dar sparčiai keičiasi, pavyzdžiui, praranda atmosferos dujas dėl spinduliuotės, kurią skleidžia jos žvaigždė.

Planetoms užtrukti gali prireikti milijonų ar milijardų metų. Kadangi to proceso negalima stebėti realiuoju laiku, mokslininkai ieško planetų aplink jaunas žvaigždes, kad sugautų procesą ir sužinotų, kaip planetos formuojasi ir vystosi.

„Vienas iš bendrųjų astronomijos tikslų yra suprasti bendrą vaizdą, kaip mes čia patekome, kaip Saulės sistemos ir galaktikos formuojasi ir kodėl“, - sakė Elisabeth Newton, Dartmuto koledžo fizikos ir astronomijos docentė. "Suradę kitokias nei mūsų - ypač jaunų - saulės sistemas, galime tikėtis sužinoti, kodėl Žemė ir mūsų pačių Saulės sistema vystėsi taip, kaip jie vystėsi".

DS Tuc Ab yra maždaug šešis kartus didesnis už Žemės dydį, tarp Neptūno ir Saturno dydžių. Atsižvelgiant į dydį, jo sudėtis greičiausiai panaši į milžiniškų mūsų Saulės sistemos planetų. Egzoplaneta turi dvi saulutes ir per visą aštuonias dienas skrieja viena pilna orbita aplink savo pagrindinę žvaigždę.

Pirmą kartą planetą NASA palydovas stebėjo 2018 m. Lapkričio mėn., O Dartmuto komanda tai patvirtino kovo mėnesį, naudodama NASA „Spitzer“ kosminio teleskopo ir kitų antžeminių ir kosminių observatorijų, tokių kaip Pietų Afrikos didysis teleskopas (SALT), duomenis.

Planeta nuo Žemės nutolusi maždaug 150 šviesmečių. Kiekvieni šviesos metai yra šiek tiek mažiau nei 6 trilijonų mylių atstumas.

"Mes labai džiaugėmės, kai patvirtinome šį atradimą, nes planeta skrieja aplink tokią ryškią, gerai žinomą jauną žvaigždę. Visa mūsų komanda dirbo kartu, kad sužinotume viską, ką galėjome apie šią Saulės sistemą", - sakė mokslininkų komandai iš Newtono vadovavęs Newtonas. the University of North Carolina at Chapel Hill, the University Texas at Austin, and other research centers from around the world.

NASA's TESS mission is looking for planets around nearby stars using the transit method. The approach detects when light is blocked as a planet passes between Earth and the planet's host star. Researchers then review observations from other telescopes to confirm the discovery.

"The star's brightness lets us study the planet in detail because the more photons you have the better statistics you have. A discovery of this sort with such a unique age and an unusual planet size would not be possible without TESS," said Newton.

Planets are larger when first formed and are thought to become smaller over time as they cool and lose atmosphere. Because this planet is still forming, the team hopes to detect atmosphere evaporation in action. Understanding this process could help researchers predict what might happen to the exoplanet over the next billions of years and can also be used to understand how atmospheric escape might have affected older planets, including Earth.

"We hope that by seeing this planet's atmosphere, we can provide a snapshot of what planets look like at a young age," said Newton.

The TESS satellite was launched on April 18, 2018. According to NASA, the TESS mission will survey 200,000 of the brightest stars near the sun to search for transiting exoplanets, including those that could support life.

While the research team knows the size of DS Tuc Ab, the overall mass is not known. This limits what the team can currently tell about planet's density and composition. Thanks to the star's brightness, future investigations could measure the planet's mass or determine what molecules are present in its atmosphere.


Astronomers confirm existence of two giant newborn planets in PDS 70 system

Artist's impression of the PDS 70 system. The two planets are seen clearing a gap in the protoplanetary disk from which they were born. The planets are heated by infalling material that they are actively accreting and are glowing red. Note that the planets and star are not to scale and would be much smaller in size compared to their relative separations. Credit: W. M. Keck Observatory/Adam Makarenko

New evidence shows the first-ever pictures capturing the birth of a pair of planets orbiting the star PDS 70 are in fact authentic.

Using a new infrared pyramid wavefront sensor for adaptive optics (AO) correction at W. M. Keck Observatory on Maunakea in Hawaii, a Caltech-led team of astronomers applied a new method of taking family photos of the baby planets, or protoplanets, and confirmed their existence.

The team's results are published in today's issue of The Astronomical Journal.

PDS 70 is the first known multiplanetary system where astronomers can witness planet formation in action. The first direct image of one of its planets, PDS 70b, was taken in 2018 followed by multiple images taken at different wavelengths of its sibling, PDS 70c, in 2019. Both Jupiter-like protoplanets were discovered by the European Southern Observatory's Very Large Telescope (VLT).

"There was some confusion when the two protoplanets were first imaged," said Jason Wang, a Heising-Simons Foundation 51 Pegasi b Fellow at Caltech and lead author of the study. "Planet embryos form from a disk of dust and gas surrounding a newborn star. This circumstellar material accretes onto the protoplanet, creating a kind of smokescreen that makes it difficult to differentiate the dusty, gaseous disk from the developing planet in an image."

To help provide clarity, Wang and his team developed a method to disentangle the image signals from the circumstellar disk and the protoplanets.

A direct image of PDS 70 protoplanets b and planet c (labeled with white arrows) with the circumstellar disk removed. The image was captured using W. M. Keck Observatory's recently upgraded adaptive optics system. Credit: J. WANG, CALTECH

"We know the disk's shape should be a symmetrical ring around the star whereas a planet should be a single point in the image," said Wang. "So even if a planet appears to sit on top of the disk, which is the case with PDS 70c, based on our knowledge of how the disk looks throughout the whole image, we can infer how bright the disk should be at the location of the protoplanet and remove the disk signal. All that's left over is the planet's emission."

The team snapped images of PDS 70 with the Near-Infrared Camera (NIRC2) on the Keck II telescope, marking first science for a vortex coronagraph installed in NIRC2 as part of a recent upgrade, combined with the Observatory's upgraded AO system consisting of a new infrared pyramid wavefront sensor and real-time control computer.

"The new infrared detector technology used in our pyramid wavefront sensor has dramatically improved our ability to study exoplanets, especially those around low-mass stars where planet formation is actively occurring," said Sylvain Cetre, software engineer at Keck Observatory and one of the lead developers of the AO upgrade. "It will also allow us to improve the quality of our AO correction for harder to image targets like the center of our galaxy."

This project benefited from the innovative infrared sensor that measures distortions in light caused by the Earth's atmosphere.

"New technology is a science multiplier," says Peter Kurczynski, Program Director at the National Science Foundation, which contributed funding to this project. "It enables investigations that were never before possible."

AO is a technique used to remove the atmospheric blurring that distorts astronomical images. With the new infrared pyramid wavefront sensor and real-time controller installed, Keck Observatory's AO system is able to deliver sharper, more detailed images.

"The PDS 70 imagery Jason's team captured was among the first tests of the scientific quality produced by Keck's pyramid wavefront sensor," said AO scientist Charlotte Bond, who played a key role in the design and installation of the technology. "It's exciting to see just how precise the new AO system corrects for the atmospheric turbulence of dusty objects like the young stars where protoplanets are expected to reside, allowing for the clearest, sharpest view of baby versions of our solar system."


How do planets form after star death?

Astronomers studied the Geminga pulsar (inside the black circle), seen here moving towards the upper left. The orange dashed arc and cylinder show a ‘bow-wave’ and a ‘wake’ which might be key to after-death planet formation. The region shown is 1.3 light-years across. Image via Jane Greaves / JCMT / EAO/ RAS.

The Royal Astronomical Society’s National Astronomy Meeting is going on this week (July 2-6, 2017) in Yorkshire, England. One interesting presentation comes from astronomers Jane Greaves and Wayne Holland, who believe they’ve found an answer to the 25-year-old mystery of how planets form around neutron stars, essentially dead stars left behind by supernova explosions. These astronomers studied the Geminga pulsar, thought to be a neutron star left by a supernova some 300,000 years ago. This object is known to be moving incredibly fast through our galaxy, and the astronomers have observed a bow-wave, shown in the image above, that might be crucial to forming after-death planets.

We know our own sun and Earth contain elements forged inside stars, so we know they’re at least second-generation objects, made from dust and gas released to space by supernovae. This is the normal – call it healthy, if you will – process of star formation.

But that’s not what these astronomers studied. Instead, they looked at the extreme environment around a neutron star – the sort of star we typically observe as a pulsar – a super-dense star remnant, left behind by a supernova.

The first-ever confirmed detection of extrasolar planets – or planets orbiting distant suns – came in 1992, when astronomers found several terrestrial-mass planets orbiting the pulsar PSR B1257+12. Since then they’ve learned that planets orbiting neutron stars are incredibly rare at least, few have been found.

Thus astronomers have puzzled over where neutron star planets come from. Greaves’ and Holland’s statement said:

The supernova explosion should destroy any pre-existing planets, and so the neutron star needs to capture more raw materials to form its new companions. These after-death planets can be detected because their gravitational pull alters the times of arrival of radio pulses from the neutron star, or ‘pulsar’, that otherwise pass us by extremely regularly.

Greaves and Holland believe they’ve found a way for this to happen. Greaves said:

We started looking for the raw materials soon after the pulsar planets were announced. We had one target, the Geminga pulsar located 800 light-years away in direction of the constellation Gemini. Astronomers thought they’d found a planet there in 1997, but later discounted it because of glitches in the timing. So it was much later when I went through our sparse data and tried to make an image.

The two scientists observed Geminga using the James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) near the summit of Mauna Kea in Hawaii. The light the astronomers detected has a wavelength of about half a millimeter, is invisible to the human eye, and struggles to get through the Earth’s atmosphere. They used a special camera system called SCUBA and said:

What we saw was very faint. To be sure, we went back to it in 2013 with the new camera our Edinburgh-based team had built, SCUBA-2, which we also put on JCMT. Combining the two sets of data helped to ensure we weren’t just seeing some faint artifacts.

Both images showed a signal towards the pulsar, plus an arc around it. Greaves said:

This seems to be like a bow-wave. Geminga is moving incredibly fast through our galaxy, much faster than the speed of sound in interstellar gas. We think material gets caught up in the bow-wave, and then some solid particles drift in towards the pulsar.

Her calculations suggest that this trapped interstellar ‘grit’ adds up to at least a few times the mass of the Earth. So the raw materials could be enough to make future planets. However, Greaves cautioned that more data is needed to tackle the puzzle of planets orbiting neutron stars:

Our image is quite fuzzy, so we’ve applied for time on the international Atacama Large Millimetre Array – ALMA – to get more detail. We’re certainly hoping to see this space-grit orbiting nicely around the pulsar, rather than some distant blob of galactic background!

If ALMA data confirm their new model for Geminga, the team hopes to explore some similar pulsar systems, and contribute to testing ideas of planet formation by seeing it happen in exotic environments. Their statement said:

This will add weight to the idea that planet birth is commonplace in the universe.

RAS National Astronomy Meeting on Twitter:

Bottom line: Astronomers have observed a bow-wave around an object in our galaxy called Geminga – thought to be a neutron star and pulsar. They believe the bow wave might be crucial to forming “after-death planets,” that is, planets orbiting neutron stars.


Saturn has a fuzzy core, spread over more than half the planet’s diameter

Minute ripples in the rings of Saturn, seen in this 2010 image from the Cassini spacecraft, are helping astronomers deduce details about the planet’s hidden core.

Cassini, JPL-Caltech/NASA, Space Science Institute

Pasidalinti:

One of Saturn’s rings has revealed properties of its core, hidden deep beneath the planet’s golden atmosphere.

That core isn’t the lump of rock and ice that many scientists had envisioned, the new study finds. Instead, the core is diffuse, pervaded by huge amounts of hydrogen and helium and so spread out that it spans 70,000 kilometers, or about 60 percent of the planet’s diameter, researchers report April 28 at arXiv.org.

The new intel should help planetary scientists better understand not only how giant planets formed in our solar system but also the nature of such worlds orbiting other stars.

To ascertain the structure of Saturn’s core, astronomer Christopher Mankovich and astrophysicist Jim Fuller, both at Caltech, examined the giant planet’s rings. Just as earthquakes help seismologists probe Earth’s interior, oscillations inside Saturn can reveal its internal composition. These oscillations alter Saturn’s gravitational forces, inducing waves in the rings —especially the C ring, which is the nearest of the three main rings to the planet (SN: 1/22/19).

Prisiregistruokite gauti naujausią iš Mokslo naujienos

Antraštės ir naujausių santraukos Mokslo naujienos straipsniai, pristatomi į jūsų pašto dėžutę

By analyzing a wave in that ring, along with data on Saturn’s gravity field from the now-defunct Cassini spacecraft (SN: 9/15/17), Mankovich and Fuller found that the core has about 17 Earth masses of rock and ice. But there’s so much hydrogen and helium mixed in, the core encompasses 55 Earth masses altogether — more than half of Saturn’s total, which is equivalent to the mass of 95 Earths. This “ring seismology” work will appear in a future Gamtos astronomija.

“It’s a new way to look at gas giant planets in the solar system,” says Ravit Helled, a planetary scientist at the University of Zurich who was not involved with the work. “This knowledge is important because it reflects on our understanding of giant exoplanets,” and indicates that giant planets in other solar systems probably have more complex structures than many researchers had thought.

The discovery also illuminates how Saturn formed, says Nadine Nettelmann, a planetary scientist at the German Aerospace Center in Berlin.

Older theories posited that a gas giant such as Saturn arises when rock and ice orbiting the sun start to conglomerate. Tenuous gaseous envelopes let additional solid materials sink to the center, forming a compact core. Only later, according to this theory, does the core attract lots of hydrogen and helium — the ingredients that make up most of the planet. Although these elements are gases on Earth, Saturn’s great gravity squeezes most of them into a dense fluid that blurs the line between gas and liquid.

But newer theories say instead that plenty of gas got incorporated into the core of rock and ice when it was taking shape 4.6 billion years ago. As the planet accreted additional mass, the proportion of gas rose. The structure Mankovich and Fuller deduce for Saturn’s core preserves this formation history, Nettelmann says, because the planet’s very center, representing the oldest part of Saturn, has the greatest proportion of rock and ice. The fraction of rock and ice decreases gradually rather than abruptly from the core’s center to its edge, reflecting the core’s development over time.

“I find the conclusions very important and very exciting and the line of reasoning very convincing,” Nettelmann says. Still, she cautions that additional waves in the rings should be analyzed for confirmation.

The type of oscillation that Mankovich and Fuller detect inside Saturn also implies that the core is stable rather than bubbling like a pot of water on a hot stove, which is one way a planet can carry heat from its hot interior outward. The core’s stability may help explain a long-standing puzzle: why Saturn emits more energy than it gets from the sun.

After the planet formed, it was warm with the heat of its birth, but then it cooled off. The core’s stability could have put a lid on some of this cooling, however, which helped the planet retain heat that it still radiates to this day. In contrast, if the core had instead transported heat via the upwelling and downwelling of material, the planet would have cooled off faster and no longer give off so much heat.

Turite klausimų ar komentarų apie šį straipsnį? Parašykite mums el. Laišką adresu [email protected]

Editor's Note:

This story was updated on June 11, 2021, to clarify that Saturn's gravity compresses hydrogen and helium into a type of fluid that has properties of both gas and liquid.

A version of this article appears in the June 5, 2021 issue of Mokslo naujienos.


Žiūrėti video įrašą: Tradicinės varškės spurgos - 101 kepyklėlė (Gruodis 2022).