Planetbildning i universums första tid.

 

Bild https://webbtelescope.org/ Protoplanetära skivor i NGC 346 (NIRCam-bild)

Känsligheten och upplösningen av Webbteleskopet har nu löst ett mysterium som är mer än två decennier gammalt. År 2003 upptäckte Hubbleteleskopet en massiv planet runt en uråldrig stjärna. Detta förbryllade astronomerna som ansåg att sådana stjärnor i det tidiga universum saknade många av de tyngre grundämnen som ses nödvändiga för att bygga upp planeter. Nuvarande modeller förutspår att skivorna runt den här typen av stjärnor har kort livslängd, så kort att planeter inte kan bli stora eller kanske ens bildas. Men fyndet visar att det var fel slutledning

Astronomerna vände sig  till ett närliggande område av det unga universum – det stjärnbildande området NGC 346. Där upptäckte Hubbleteleskopet tecken på att planetbildande skivor existerade runt stjärnor som var 20 till 30 miljoner år gamla mycket äldre än vad teorierna förutspådde att sådana skivor kunde bestå. 

Hubble-fynden var spännande, men utan ett sätt att få fram spektra kunde forskarna inte vara säkra på att de bevittnade en  ackretionkiva. Nu har forskare med hjälp av Webb bekräftat att det finns ackretionskivor i NGC 346 där planetbildning sker och att dessa skivor är långlivade. Upptäckten bekräftar Hubble-resultatet och det får forskare att ompröva nuvarande modeller för planetbildning.

Studien om fyndet har rubriken Protoplanetary Disks around Sun-like Stars Appear to Live Longer When the Metallicity is Low* Författare är Guido De Marchi, Giovanna Giardino, Katia Biazzo, Nino Panagia, Elena Sabbi, Tracy L. Beck, Massimo Robberto, Peter Zeidler, Olivia C. Jones, Margaret MeixnerShow full author list Published 2024 December 16 • © 2024. The Author(s). Published by the American Astronomical Society.

The Astrophysical Journal, Volume 977, Number 2

Citation Guido De Marchi et al 2024 ApJ 977 214

DOI 10.3847/1538-4357/ad7a63 

Planeter bildas på fler platser än man tidigare antaget.

 

Material som behövs vid  planetbildning har upptäckts på en plats i den närliggande galaxen Lilla Magellanska molnet där man trodde att planeter inte kunde bli till. Upptäckten, beskrevs den 24 april i Nature Astronomy och gjordes med hjälp av James Webb Space Telescope (JWST). Nu föreslår forskare att planetbildning kan vara vanligare och ske på fler platser i universum än det tidigare ansett.

Jag har väntat länge för att kunna göra dessa observationer, beskriver i artikeln Olivia Jones, astrofysiker vid UK Astronomy Technology Center i Edinburgh och den som var huvudförfattare till studien.

Resultaten följer på en mängd av upptäckter som möjliggjorts av JWST.

Forskare såg på NGC 346, ett högaktivt stjärnbildande område i en galax nära Vintergatan som har namnet Lilla Magellanska molnet (SMC). Platsen valdes eftersom här finns en mycket låg koncentration av metaller. Något astronomer definierar metaller som element tyngre än väte och helium. 

Galaxen miljö liknar förhållandena under en period för ungefär tio miljarder år sedan när stjärnor bildades i ett virrvarr i nästan alla universums galaxer. Dessutom är NGC 346 ett mycket större område än andra stjärnbildande områden i galaxen vilket gör det möjligt för astronomer att tydligare se hur stjärnor interagerar med varandra och tar form här.

Forskarna var främst intresserade av att studera stjärnor med låg massa eftersom de är mycket vanligare i universum än stjärnor med stor massa. Solen är en stjärna med låg massa, så att förstå stjärnbildningen i NGC 346 kan även hjälpa till att förklara vårt solsystems början.

Men det är utmanande att studera då stjärnor med låg massa blir till eftersom dessa avger mycket damm när de bildas vilket döljer deras ljus. Det bästa sättet är att se genom detta damm är genom infrarött ljus, något JWST: s föregångare, rymdteleskopet Hubble, inte byggdes för att kunna. "Med Webb kan du däremot se dessa stjärnor precis i det ögonblicket de bildas, beskriver Jones.

Damm är avgörande för att upptäcka planetbildning. Stoftet som frigörs av en stjärna när den bildas kan samlas i en protoplanetär skiva runt denna där så småningom planeter sedan bildas. 

 Det var inte känt om tillräckligt med stoft kunde bestå för att planeter skulle bildas i NGC 346 eftersom de låga metallförhållandena gör att skivorna  snabbt avdunstar i ljussken.

Forskarna använde filter på JWST:s kamera för att hitta kombinationer av infraröda våglängder som gjorde det möjligt att identifiera stjärnor i olika stadier av utveckling. De hittade tillräckligt med damm som samlats för att indikera att planetbildning var möjlig.

Att upptäcka protoplanetära skivor där planeter kan bildas i NGC 346 breddar förståelsen för var planeter kan finnas och bildas enligt uttalande av  Stefanie Milam, biträdande projektforskare vid JWST planetvetenskap vid NASA: s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland.

Forskare förstår nu  hur och när steniga planeter börjar ta form i lågmetallgalaxer, beskriver Jones. Men hur tillräckligt med damm består för att främja planetbildning är fortfarande ett mysterium, beskriver hon.

Det är för tidigt att säga om förekomsten av fler planetbildningsplatser ökar sannolikheten för att det finns liv någon annanstans i universum, skriver Jones. Hon önskar undersöka närmare NGC 346 efter tecken på vissa ämnen bland annat vatten och koldioxid.

Jones planerar att använda JWST för att genomföra uppföljningsobservationer om cirka sex månader med inriktning i de potentiella planetsystemen som rapporterats i studien. Att i framtiden undersöka om andra galaxer kan ge materia för planetbildning kommer att bidra till att bygga upp en bättre bild av hur processen fungerar, beskriver Milam det i rapporten.

Bild https://creazilla.com/