Ο Telescópio Espacial James Webb εντόπισε μια απροσδόκητη χημική σύνθεση στον πρωτοπλανητικό δίσκο του αστέρα XUE 10, που βρίσκεται 5.550 έτη φωτός μακριά από το Terra. Η εσωτερική περιοχή του αστρικού συστήματος έχει υψηλή συγκέντρωση διοξειδίου του άνθρακα. Το νερό, ένα στοιχείο που θεωρείται κεντρικό στους περισσότερους δίσκους που έχουν παρατηρηθεί ποτέ, απουσιάζει σχεδόν τελείως στο μέρος όπου θα πρέπει να σχηματιστούν βραχώδεις πλανήτες.
Η ανακάλυψη προέρχεται από ακριβείς μετρήσεις που πραγματοποιήθηκαν από το διαστημικό παρατηρητήριο. Το εύρημα θέτει υπό αμφισβήτηση τα παραδοσιακά μοντέλα σχηματισμού πλανητών που είναι αποδεκτά από την επιστημονική κοινότητα. Τα δεδομένα υποδηλώνουν ότι τα ακραία αστρικά περιβάλλοντα παράγουν δραστικά διαφορετικές φυσικές και χημικές συνθήκες από αυτές που παρατηρήθηκαν κατά τη δημιουργία του Sistema Solar.
Η ακραία υπεριώδης ακτινοβολία Radiação αλλάζει τη χημική σύνθεση του συστήματος
Το αστέρι XUE 10 βρίσκεται μέσα στο NGC 6357, μια περιοχή γνωστή ως Nebulosa από το Lagosta. Το αστρικό φυτώριο Este φιλοξενεί ένα εξαιρετικά ταραχώδες και δυναμικό περιβάλλον στο Via Láctea. Η τοποθεσία φιλοξενεί εκατοντάδες νεαρά, τεράστια αστέρια που σμιλεύουν το περιβάλλον αέριο και τη σκόνη με ισχυρούς ανέμους. Το σενάριο έρχεται σε έντονη αντίθεση με την ήρεμη περιοχή όπου αναπτύχθηκε το Sol πριν από 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια.
Τα τεράστια αστέρια τύπου Ο και Β που υπάρχουν στο σμήνος δημιουργούν μια ακραία ποσότητα υπεριώδους ακτινοβολίας. Η ενέργεια Essa πέφτει απευθείας στους νεαρούς πρωτοπλανητικούς δίσκους που βρίσκονται στην περιοχή. Η ακτινοβολία διεισδύει στη δομή της σκόνης από το εξωτερικό προς το εσωτερικό. Η διαδικασία τροποποιεί τη θεμελιώδη χημεία του περιβάλλοντος ακόμη και πριν οι κόκκοι συγχωνευθούν για να σχηματίσουν πλανητικοειδείς.
Η μοριακή δυναμική αλλάζει εντελώς κάτω από αυτές τις σκληρές συνθήκες. Το νερό υφίσταται άμεση και γρήγορη επίδραση. Ο συνεχής βομβαρδισμός φωτονίων σπάει τους χημικούς δεσμούς του αρχέγονου υγρού.
- Το μοριακό νερό διασπάται εξαιρετικά εύκολα υπό την άμεση επίδραση της υπεριώδους ακτινοβολίας.
- Το διοξείδιο του άνθρακα επιδεικνύει μεγαλύτερη δομική αντίσταση και επιβιώνει στο εχθρικό περιβάλλον του νεφελώματος.
- Το φυσικό αποτέλεσμα είναι μια ισχυρή εξάντληση του H2O και ένας εμπλουτισμός του CO2 στη θερμή ζώνη.
- Το αστέρι XUE 10 ενισχύει το αποτέλεσμα καθώς είναι ένα ουράνιο σώμα τύπου Herbig με υψηλή φωτεινότητα.
Modelos Προηγούμενοι θεωρητικοί δεν είχαν προβλέψει μια τόσο υψηλή απόδοση στην καταστροφή των υδάτινων πόρων σε ακτινοβολημένους δίσκους. Το εύρημα απαιτεί μια εις βάθος ανασκόπηση των εξισώσεων που περιγράφουν τη συμπύκνωση και τη μετανάστευση του υλικού στο βαθύ διάστημα.
Το Instrumento MIRI συλλαμβάνει σπάνιες παραλλαγές διοξειδίου του άνθρακα
Το λεπτομερές φάσμα του συστήματος λήφθηκε χρησιμοποιώντας το όργανο MIRI, σε συνδυασμό με το διαστημικό τηλεσκόπιο. Ο εξοπλισμός λειτουργεί στην περιοχή μεσαίας υπέρυθρης ακτινοβολίας. Το Ele έχει εξαιρετική ευαισθησία για την ανίχνευση συγκεκριμένων μορίων, όπως το ίδιο το διοξείδιο του άνθρακα και τους υδρατμούς, ακόμη και σε διαστρικές αποστάσεις.
Η ανάλυση δεδομένων αποκάλυψε τέσσερις διακριτές μορφές διοξειδίου του άνθρακα στην εσωτερική ζώνη του δίσκου του XUE 10. Το συνηθισμένο CO2 εμφανίστηκε έντονα στα γραφήματα. Οι αισθητήρες κατέγραψαν επίσης σπάνιες ισοτοπικές παραλλαγές που περιλαμβάνουν άνθρακα-13, οξυγόνο-17 και οξυγόνο-18.
Η ταυτόχρονη ανίχνευση πολλαπλών ισοτοπικών μορφών αντιπροσωπεύει ένα άνευ προηγουμένου ορόσημο στη μελέτη των πρωτοπλανητικών δίσκων. Οι αναλογίες Essas λειτουργούν ως αληθινά χημικά εμπορικά σήματα του συστήματος. Το Elas εντοπίζει με ακρίβεια την ακριβή θερμοκρασία, την πυκνότητα και τις συνθήκες ακτινοβολίας κάτω από τις οποίες σχηματίστηκε και εξελίχθηκε το πρωτόγονο υλικό με την πάροδο του χρόνου.
Η φασματική ανάλυση του εξοπλισμού επέτρεψε να διαχωριστούν οι υπογραφές κάθε στοιχείου με πρωτοφανή σαφήνεια. Sem αυτή η προηγμένη τεχνική ικανότητα, οι σπάνιες παραλλαγές θα περνούσαν εντελώς απαρατήρητες από τους αστρονόμους. Το Discos που μελετήθηκε σε πιο ήρεμες περιοχές συνήθως δείχνει τους υδρατμούς ως το κυρίαρχο συστατικό κοντά στο κεντρικό αστέρι, αλλά στο XUE 10 ο άνθρακας παίρνει το απόλυτο προβάδισμα.
Impacto απευθείας στο σχηματισμό βραχωδών πλανητών
Η ανακάλυψη αλλάζει την κατανόηση της κατανομής των βασικών στοιχείων στο σύμπαν. Τα περισσότερα αστέρια σχηματίζονται σε πυκνά σμήνη που χαρακτηρίζονται από υψηλή εξωτερική ακτινοβολία. Οι αστρονομικές μετρήσεις του Estimativas δείχνουν ότι μεταξύ 50% και 90% των νεαρών άστρων βιώνουν περιβάλλοντα πολύ παρόμοια με αυτά που βρέθηκαν στο NGC 6357.
Τα στατιστικά δεδομένα δείχνουν μια αλλαγή παραδείγματος στην αστροφυσική. Το πλούσιο σε διοξείδιο του άνθρακα, το φτωχό σε νερό Discos μπορεί να αντιπροσωπεύει τον γαλαξιακό κανόνα και όχι μια μεμονωμένη εξαίρεση. Τα πετρώματα Planetas που γεννήθηκαν σε αυτά τα συστήματα θα είχαν αρχικές συνθέσεις εντελώς διαφορετικές από αυτές που βρέθηκαν στο Terra.
Η λειψυδρία που ενσωματώθηκε στην αρχική φάση του σχηματισμού επηρεάζει άμεσα τη γεωλογική ανάπτυξη του πλανήτη. Η έλλειψη του στοιχείου επηρεάζει τον αριθμό των ωκεανών που μπορούν να εμφανιστούν στην επιφάνεια. Το φαινόμενο αλλάζει επίσης τη σύνθεση των δευτερογενών ατμοσφαιρών που σχηματίζονται μετά την ψύξη του φλοιού.
Το σενάριο διευρύνει την επιστημονική συζήτηση σχετικά με τα κριτήρια κατοικιμότητας σε άλλα ηλιακά συστήματα. Το Terra σχηματίστηκε σε μια σχετικά ήσυχη και προστατευμένη διαστημική φούσκα. Εάν τα περισσότερα πλανητικά συστήματα αναπτύσσονται υπό ισχυρή ακτινοβολία, οι βραχώδεις κόσμοι με χημεία που κυριαρχείται από άνθρακα μπορεί να είναι το πιο κοινό μοτίβο στο Via Láctea.
Το Astrônomos τώρα αναρωτιέται εάν η χημεία του Sistema Solar είναι τυπική ή αν αντιπροσωπεύει μια συγκεκριμένη και σπάνια περίπτωση. Η απάντηση σε αυτό το ερώτημα θα επηρεάσει άμεσα τις μελλοντικές στρατηγικές για την αναζήτηση βιουπογραφών σε εξωπλανήτες. Η αναζήτηση για εξωγήινη ζωή θα πρέπει να εξετάσει τις πλούσιες σε άνθρακα ατμόσφαιρες ως πρωταρχικούς στόχους.
Το παρατηρητικό Programa χαρτογραφεί το νεφέλωμα σε αναζήτηση μοτίβων
Η λεπτομερής παρατήρηση του αστεριού XUE 10 είναι μέρος του έργου eXtreme UV Environments. Η διεθνής συνεργασία χρησιμοποιεί το James Webb για να μελετήσει δεκάδες πρωτοπλανητικούς δίσκους που βρίσκονται μέσα στο ίδιο νεφέλωμα. Ο κεντρικός στόχος της αποστολής είναι η δημιουργία ενός ολοκληρωμένου συγκριτικού χημικού καταλόγου.
Οι ερευνητές προσπαθούν να προσδιορίσουν εάν το ανώμαλο χημικό μοτίβο του XUE 10 επαναλαμβάνεται σε άλλα αστέρια στην ίδια περιοχή. Η ομάδα εξετάζει επίσης πώς η μάζα του κεντρικού αστέρα επηρεάζει τα τελικά αποτελέσματα. Το XUE 10 έχει υψηλότερη ενδιάμεση μάζα από το Sol, παράγοντας που θα μπορούσε να εντείνει τις επιπτώσεις της ακτινοβολίας που παρατηρούνται στα δεδομένα.
Η ομάδα με επικεφαλής τον ερευνητή Jenny Frediani, από τα Universidade και Estocolmo, συνεχίζει να επεξεργάζεται το πλήρες σύνολο πληροφοριών που δημιουργούνται από το πρόγραμμα. Το προκαταρκτικό Resultados υποδεικνύει ήδη μια σημαντική χημική διακύμανση μεταξύ των διαφορετικών δίσκων που παρατηρούνται στο νεφέλωμα. Τα συστήματα Alguns εμφανίζουν ίχνη νερού, ενώ άλλα ενισχύουν την απόλυτη κυριαρχία του διοξειδίου του άνθρακα.
Επιπλέον Dados αναμένεται να φτάσει στα ερευνητικά κέντρα τους επόμενους μήνες. Το διαστημικό τηλεσκόπιο συνεχίζει να παρατηρεί προηγουμένως επιλεγμένους στόχους στο NGC 6357. Το νέο φάσμα Cada που καταγράφηκε βοηθά στη βελτίωση των υπολογιστικών μοντέλων της χημικής εξέλιξης των αστρικών δίσκων.
Η ποικιλομορφία των συνθέσεων υποδηλώνει ότι ο σχηματισμός των πλανητών είναι μια πολύ πιο πλαστική και προσαρμόσιμη διαδικασία από ό,τι φανταζόμασταν τις προηγούμενες δεκαετίες. Το κλασικό Teorias που βασίζεται αποκλειστικά σε ήρεμους ηλιακούς δίσκους θα χρειαστεί επείγουσες ρυθμίσεις για να ενσωματώσει την πραγματικότητα των ακτινοβολούμενων περιβαλλόντων.
Η συνεχής χαρτογράφηση αυτών των ακραίων λίκνων βοηθά στη χαρτογράφηση της πιθανής κατανομής πλανητών που μοιάζουν με Terra στον γαλαξία. Η έρευνα συνεχίζεται με επιταχυνόμενους ρυθμούς στα εμπλεκόμενα ιδρύματα. Η νέα παρατήρηση του Cada προσθέτει θεμελιώδη κομμάτια στο πολύπλοκο παζλ του σχηματισμού πλανητών σε διαφορετικά κοσμικά πλαίσια.
