Ang Telescópio Espacial James Webb ng NASA ay nakakuha ng tiyak na ebidensya tungkol sa pagbuo ng mga crystalline silicate sa mga protoplanetary disk. Tinukoy ng Observações mula sa instrumento ng MIRI ang mga kristal na ito sa mainit na panloob na rehiyon sa paligid ng protostar EC 53, na matatagpuan sa Nebulosa ng Serpens, mga 1,300 light-years mula sa Terra. Ang data, na nakolekta sa mga yugto ng aktibidad ng bituin, ay nagpapakita na ang malalakas na pag-agos ay nagdadala ng mga materyales sa malamig na mga gilid ng disk.
Nalulutas ng pagtuklas na ito ang isang lumang palaisipan tungkol sa pagkakaroon ng mga crystalline silicate sa Sistema Solar na mga kometa, na naninirahan sa mga ultracold na rehiyon tulad ng Cinturão ng Kuiper at Nuvem ng Oort. Ang mga kristal ay nangangailangan ng mataas na temperatura upang mabuo, higit sa 900 K, na hindi nangyayari sa mga panlabas na lugar. Ang mga obserbasyon ng Webb ay nagpapahiwatig na ang proseso ay nagaganap sa panloob na bahagi ng disk, katumbas ng distansya sa pagitan ng Sol at Terra sa mga mature na sistema.
Ang Protostar EC 53 ay dumadaan sa mga predictable na cycle ng accretion burst tuwing 18 buwan, na tumatagal ng humigit-kumulang 100 araw. Sa mga panahong ito, mabilis na kumonsumo ng gas at alikabok ang bituin, na bumubuo ng mga jet at hangin na naglalabas ng mga bagong nabuong silicate. Ang Essa dynamics ay nagpapahintulot sa mga kristal na maabot ang malalayong rehiyon, kung saan maaari nilang isama ang kanilang mga sarili sa mga nagyeyelong katawan gaya ng mga kometa.
Mga detalyadong obserbasyon gamit ang MIRI instrument
Ang Mid-Infrared Instrument (MIRI) na instrumento sa James Webb ay nakakuha ng detalyadong two-phase spectra ng protostar EC 53. Ang data ng Esses ay nagsiwalat ng partikular na presensya ng mga mineral tulad ng forsterite at enstatite sa alikabok malapit sa bituin. Ang pagsusuri ay nag-mapa ng mga pagbabago sa panahon ng tahimik at ang aktibong pagsabog.
Ang spectra ay nagpahiwatig na ang mga kristal na silicate ay eksklusibo na bumubuo sa nakakapasong panloob na zone ng disc. Ang malakas na Ventos, na nagmula sa rehiyong ito, ay kumikilos bilang isang mahusay na mekanismo ng transportasyon para sa maliliit na particle.
Ikot ng aktibidad ng protostar EC 53
Ang EC 53 protostar ay nagtatampok ng mga regular na pagsabog, na pinag-aralan nang mga dekada ng mga internasyonal na koponan. Ang Cada cycle ay tumatagal ng humigit-kumulang 100 araw at nangyayari sa pagitan ng 18 buwan. Nessa phase, accretion accelerates at ejects materyal sa high-speed polar jet.
Ang mas mabagal na pag-agos, na nagmumula sa panloob na bahagi ng disk, ay nagdadala ng mga bagong nabuong kristal na silicate. Ang Essa ejection ay nagdidirekta sa mga kristal sa malamig na dulo, kung saan pinapayagan ng mga kondisyon ang pagbuo ng kometa sa hinaharap.
Natukoy ang mga uri ng silicate
Kinumpirma ng mga obserbasyon ng Webb ang mga karaniwang mineral sa Terra sa mga crystalline na silicate. Ang mga pangunahing ay kinabibilangan ng:
- Forsterite, isang silicate na mayaman sa magnesium na kadalasang matatagpuan sa mga terrestrial na bato.
- Enstatite, isa pang silicate na mineral na nasa meteorites at planetary crust.
- Ang mga particle na mas maliit kaysa sa mga butil ng buhangin, na nabuo sa mataas na temperatura.
Ang mga compound na ito ay kumakatawan sa mga pangunahing sangkap para sa mabato na mga planeta. Ang Sua detection sa EC 53 ay nagpapatibay sa mga modelo ng planetary formation sa mga batang disk.
Mekanismo ng transportasyon ng disk
Ipinapakita ng mga ilustrasyon batay sa data ang kalahati ng protoplanetary disk ng EC 53. Ang pana-panahong Outbursts ay bumubuo ng mga kristal na silicate sa mainit na gitnang rehiyon. Ang Ventos at mga jet ay nagdidirekta ng mga particle pataas at palabas.
Ang mga kristal ay naglalakbay tulad ng isang kosmikong highway patungo sa nagyeyelong mga gilid. Lá, maaaring isama sa mabato at nagyeyelong mga katawan sa pagbuo. Ang proseso ay nangyayari sa isang sukat na maihahambing sa orbit ng Earth sa Sistema Solar.
Ang mga polar jet ay lumilitaw na makitid at mabilis sa mga obserbasyon ng MIRI. Mas malawak at mas mabagal ang Outflows na umaalis sa feeding zone ng bituin.
Konteksto sa Nebulosa ng Serpens
Ang Nebulosa ng Serpens ay tahanan ng libu-libong aktibong bumubuo ng mga protostar. Pinagsasama ng EC 53 ang kapaligirang ito na mayaman sa gas at alikabok. Ang rehiyon ay 1,300 light-years mula sa Terra at nagsisilbing natural na laboratoryo para sa mga pag-aaral ng star birth.
Ang EC 53 disk ay nananatiling nakakulong sa opaque na materyal para sa isa pang humigit-kumulang 100,000 taon. Ang Colisões sa mga butil ng alikabok at malalaking bato ay nagtatayo ng mas malalaking katawan sa milyun-milyong taon.
Mga instrumentong ginamit sa mga obserbasyon
Ang Near-Infrared Camera (NIRCam) ay nakakuha ng mga paunang larawan ng EC 53 noong 2024. Na-highlight ng Essas view ang mga nakakalat na hangin at nag-reflect ng liwanag mula sa disk. Ang isang angled na puting kalahating buwan ay kumakatawan sa isang hanay ng mga pag-agos sa larawan.
Nagbigay ang MIRI ng mid-infrared spectra upang matukoy ang mga komposisyon ng kemikal. Ang kumbinasyon ng mga instrumento ay naging posible upang mapa ang eksaktong mga posisyon ng silicates bago at sa panahon ng pagsabog.
Internasyonal na koponan at paglalathala
Sinuri ng mga mananaliksik sa pangunguna ni Jeong-Eun Lee, ng Universidade Nacional ng Seul, ang data. Kasama sa Coautores ang Doug Johnstone, mula sa Conselho Nacional mula sa Pesquisa mula sa Canadá, at Joel Green, mula sa Space Telescope Science Institute. Ang pag-aaral ay lumabas sa journal Nature.
Itinampok ng koponan ang kakayahan ng Webb na magbunyag ng mga partikular na mineral sa kalawakan. Ang mga natuklasan ng Esses ay nagkokonekta ng mga proseso sa mga batang sistema sa komposisyon ng kasalukuyang Sistema Solar.
Ang hinaharap na ebolusyon ng sistema
Ang disk ng EC 53 ay magbabago sa milyun-milyong taon na may patuloy na pagbangga. Ang maliliit na Grãos ay pinagsama-sama sa mga bato at terrestrial na planeta o mga higanteng gas. Ang natitirang materyal ay unti-unting nililimas ang view ng gitna.
Ang isang bituin na katulad ng Sol ay mananatili sa core ng isang mature na planetary system. Ang mga Silicatos na kristal ay ipinamamahagi sa buong kapaligiran, kasama ang mga peripheral na kometa.
