"Ooompah, loompah, roopity rust… ALMA는 먼지 속에 숨어있는 혜성을 발견합니다." 최근 몇 년간의 많은 연구에 따르면, 천문학 자들은 행성이 별 주위 어디에나있는 것으로 알고 있습니다. 이제 하나의 달콤한 망원경 인 Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) 덕분에 과학은 언젠가 원판의 디스크에서 미세한 먼지 입자가 어떻게 더 큰 형식으로 진화 할 수 있는지 이해하는 데 큰 진전을 이루었습니다.
지구에서 400 광년 미만인 Oph IRS 48로 분류 된 젊음의 태양계입니다. 외주에서 촬영 한 이미지에서 천문학 자들은 소용돌이 치는 먼지 덩어리에서 중요한 단서를 찾았습니다. 초승달 모양의 지역은 " 먼지 트랩”. 연구원들은이 지역이 암석층을 형성 할 수있는 보호 누에 고치라고 생각합니다. 왜 그런 지역이 중요한가? 스매시 팩터입니다. 천문학 자들은 먼지에서 암석층까지 먼지를 모델링하려고 할 때 입자들이 서로 충돌하거나 중앙별로 끌려 가면서 스스로 파괴되는 것을 발견했습니다. 그들이 특정 크기 이상으로 발전하기 위해서는 단순히 성장할 수있는 보호 영역이 있어야합니다.
매사추세츠 케임브리지에있는 하버드-스미소니언 천체 물리학 센터의 연구원 인 Til Birnstiel은“작은 먼지 입자에서 행성 크기의 물체로 이어지는 긴 일련의 사건에는 큰 장애물이있다. Science 지에 게재 된 논문. “지구 형성의 컴퓨터 모델에서 먼지 입자는 수백만 년 안에 미크론 이하의 크기에서 지구 질량의 10 배까지 성장해야합니다. 그러나 입자가 충분히 커지면 속도가 빨라지기 시작하여 충돌하여 다시 정사각형으로 보내거나 천천히 안쪽으로 표류하여 추가 성장을 방해합니다.”
신생아 행성, 혜성 또는 소행성이 어디 숨길 수 있습니까? 네덜란드 라이덴 천문대의 박사 과정생이자이 기사의 저자 인 니엔 케 반 데어 마렐 (Nienke van der Marel)은 동료들과 함께 ALMA를 사용하여 Oph IRS 48을 면밀히 관찰하고 중앙에서 가스 원환 체를 발견했습니다 구멍. 먼지 입자가없는 것은 ESO의 초대형 망원경에서 얻은 초기 결과와는 매우 달랐습니다.
van der Marel은“처음에는 이미지의 먼지 모양이 우리에게 완전히 놀랐습니다. “우리가 기대했던 반지 대신에, 우리는 매우 명확한 캐슈넛 모양을 발견했습니다! 우리는이 기능이 실제임을 확신해야했지만 ALMA 관측의 강력한 신호와 선명도는 구조에 대해 의심의 여지가 없었습니다. 그리고 나서 우리가 찾은 것을 깨달았습니다.”
뜻밖의 일? 물론이지. 팀이 밝혀낸 것은 큰 먼지 입자가 포로로 남아 있고 점점 더 많은 곡물이 충돌하여 녹아서 계속 질량을 얻을 수있는 지역이었습니다. 여기 이론가들이 예측 한“먼지 함정”이있었습니다.
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그래서 무엇이 그것을 구성합니까? 먼지 입자를 함께 유지하고 형성하려면 보호하기 위해 고압 영역 인 소용돌이가 필요합니다. 이 소용돌이를 형성하려면 동반자 또는 가스 거인과 같은 큰 물체가 있어야합니다. 해조로 채워진 물을 흘리는 보트와 같이, 행성 디스크의 2 차 물체는 깨어 난 길을 깨끗하게하여 먼지 트랩을 만드는 데 필요한 중요한 소용돌이와 소용돌이를 만들어냅니다. Oph IRS 48의 이전 연구에서 먼지와 결합 된 일산화탄소 가스의 단단한 고리가 발견되었지만 "트랩"은 관찰되지 않았습니다. 그러나 이것이 관측이 부정적이라는 것을 의미하지는 않습니다. 천문학 자들은 또한 태양계의 내부와 외부 사이의 틈을 찾아 내서 필요한 큰 몸체가 존재한다는 단서가되었습니다.
가능한 먼지 트랩에 적합한 조건입니다. ALMA를 입력하십시오. 이제 연구원들은 가스와 더 큰 먼지 입자를 동시에 볼 수있었습니다. 이 새로운 관측으로 다른 망원경은 아직 밝혀지지 않았다. 디스크의 바깥 쪽 부분에 일방적 인 돌출이있다.
van der Marel은 다음과 같이 설명합니다.“입자가 밀리미터에서 혜성 크기로 자라는 조건이 맞기 때문에 일종의 혜성 공장을보고있을 것입니다. 먼지는 별에서이 거리에서 큰 크기의 행성을 형성하지 않을 것입니다. 그러나 가까운 시일 내에 ALMA는 동일한 메커니즘이 작동하는 부모 별에 더 가까운 먼지 트랩을 관찰 할 수 있습니다. 이러한 먼지 트랩은 새로 태어난 행성의 요람이 될 것입니다.”
더 큰 입자가 고압 영역으로 이동함에 따라 더스트 트랩이 형성됩니다. 연구 결과는 검증을 위해 컴퓨터 모델링을 사용하여 개구부 가장자리에서 가스의 움직임으로 인해 고압 영역이 발생할 수 있음을 보여주었습니다. Oph IRS 48 디스크의 관찰과 일치합니다.
먼지 모델링 및 디스크 모델링 전문가이자 팀원 인 독일 하이델베르크의 이론 천체 물리 연구소의 Cornelis Dullemond는“모델링 작업과 ALMA의 고품질 관찰의 결합으로이 프로젝트를 독창적 인 프로젝트로 만들었습니다”라고 말합니다. . "이러한 관측이 이루어진 시점에서, 우리는 정확히 이런 종류의 구조를 예측하는 모델을 연구했습니다 : 매우 운이 좋은 우연의 일치입니다."
Birnstiel은“ALMA에서 볼 수있는이 구조는 더 많은 지구와 같은 암석 행성이 형성 될 수있는 내부 태양계에서 일어날 수있는 일을 나타 내기 위해 축소 될 수있다. "그러나 이러한 관찰의 경우, 우리는 혜성이 시작되는 태양계의 영역 인 태양의 Kuiper Belt 또는 Oort Cloud의 형성과 유사한 것을 볼 수 있습니다."
어린 시절의 꿈의 공장처럼 ALMA는 여전히 건설 중입니다. 이러한 독특한 관찰은 ALMA Band 9 수신기 – 유럽에서 제작 된 계측기로 ALMA가 지금까지 가장 선명하고 세밀한 이미지를 전달할 수있게합니다.
20 년 이상 ALMA 프로젝트에 크게 기여한 Leiden Observatory의 Ewine van Dishoeck은“이러한 관찰 결과는 사용중인 전체 배열의 절반 미만에서도 ALMA가 혁신적인 과학을 제공 할 수 있음을 보여줍니다. . "밴드 9의 감도와 이미지 선명도의 놀라운 도약은 이전에는 불가능했던 방식으로 행성 형성의 기본 측면을 연구 할 수있는 기회를 제공합니다."
원본 스토리 소스 : ESO 뉴스 릴리스. 더 읽을 거리 : NRAO News Release.
