Ovo je jedan zasad od posljednjih članaka s NASA-inog sajta Svemirskog teleskopa James Webb. Nikakav dodatni komentar nije potreban: sve je objašnjeno u donjem tekstu. (Osim toga da je prva priložena slika samo ilustracija protoplanetnog diska oko mlade zvijezde SZ Kameleona. I toga da Ne III emitira na valnoj duljini od 15,55 mikrona, a Ne II (jednom ionizirani neon) na valnoj duljini od 12,81 mikrona.)

Webb slijedi neonske znakove prema novom razmišljanju o nastanku planeta

Znanstvenici slijede neonske znakove u potrazi za tragovima koji će im pokazati kakva će biti budućnost jednog planetnog sustava i kakva je bila prošlost jednog drugog - onog Sunčevog! Nastavljajući se na jedno neobično očitanje dobiveno NASA-inim Svemirskim teleskopom Spitzer, koji je ranije bio glavni infracrveni instrument te agencije, Svemirski teleskop James Webb je sada uočio prepoznatljive tragove elementa neona u prašinom ispunjenom disku oko mlade, Suncu slične zvijezde SZ Kameleona (SZ Cha).

Razlike između onoga što je zabilježeno Spitzerom i onoga što je opazio Webb, otkrivaju dosad nikada viđenu promjenu u zračenju visokih energija koje stiže do diska i koje ga tjera da isparava. Taj proces ograničava vrijeme koje planeti imaju za svoje oblikovanje.

"Kako smo dospjeli tu gdje jesmo? Sve se vraća na to veliko pitanje, a SZ Cha je ista vrsta mlade zvijezde - zvijezda tipa T-Tauri - kakvo je bilo i naše Sunce u osvit Sunčevog sustava, prije oko 4,5 milijarde godina", kaže astronomkinja Catherine Espaillat, iz Bostonskog sveučilišta, voditeljica Spitzerovih opservacija iz 2008. g. i prva autorica upravo objavljenog znanstvenog rada o istraživanju provedenom Webbom. "Sirovine od kojih su nastali Zemlja i život na njoj, bile su prisutne u disku koji je okruživao netom oblikovano Sunce. Proučavajući te druge mlade sustave, mi se približavamo povratku u tu daleku prošlost, kada je naša priča započinjala, koliko je to uopće moguće učiniti."

Znanstvenici koriste neon kao indikator količine i vrste zračenja koje pogađa i erodira disk oko neke zvijezde. Kada je Spitzer 2008. g. bio promatrao SZ Cha, on je opazio jednu anomaliju, emisiju iz neona kakva nikada prije nije bila opažena ni u jednom drugom disku oko zvijezda tipa T-Tauri. Razlika je bila u uočavanju Ne III (ioniziranog neona, iz čijih atoma su uklonjena po dva elektrona), materijala koji je obično rijetkost u protoplanetarnim diskovima koji su izloženi rendgenskim zrakama visokih energija. To znači da je visokoenergijsko zračenje u disku SZ Cha bilo ultraljubičasto svjetlo, a ne rendgenske zrake. Osim što je to jedini slučaj da je takva emisija bila uočena u uzorku od 50 do 60 diskova oko mladih zvijezda (promatranih Spitzerom), ta razlika između ultraljubičastog i rendgenskog zračenja utječe i na trajnost diska i planete koji bi u tom disku mogli nastati.

"Planeti se u osnovi utrkuju s vremenom. Oni se nastoje oblikovati u disku prije negoli taj disk ispari", tumači Thanawuth Thanathibodee, jedan od članova ovog istraživačkog tima astronoma. "Računalni modeli razvoja takvih sustava u kojima su diskovi izloženi ekstremnom ultraljubičastom zračenju daju planetima za nastanak oko milijun godina više od onih u kojima se pretpostavlja da je isparavanje prouzročeno prvenstveno rendgenskih zrakama."

SZ Cha je stoga već predstavljao priličnu zagonetku kada se Espaillatin tim prihvatio njegova istraživanja Webbom. Oni su naišli na novo iznenađenje: neobični spektralni potpis neona je skoro posve iščeznuo, što je ukazalo na to da tim sustavom sada dominira rendgensko zračenje.

Ovi istraživači smatraju da je opisana razlika u spektralnim potpisima neona u sustavu SZ Cha posljedica promjenjivosti stelarnog vjetra, koji - kada je prisutan - apsorbira ultraljubičasto svjetlo i prepušta rendgenskim zrakama da bombardiraju disk. Vjetrovi su uobičajeni u sustavima oko tek nastalih, energičnih zvijezda, ali moguće je uhvatiti i neki takav sustav na spavanju, dok stelarni vjetrovi ne pušu, što je izgleda ono što je Spitzeru pošlo za rukom.

"I Spitzerovi i Webbovi podaci su izvrsni, tako da dobro znamo da smo to sigurno vidjeli nešto novo u sustavu SZ Cha, jednu značajnu promjenu do koje je došlo u samo 15 godina", kaže koautor znanstvenog rada Ardjan Sturm, iz Sveučilišta Leidena (Nizozemska).

Kako bi razriješio ovu zagonetku, Espaillatin tim već planira dodatne opservacije SZ Cha, kako Webbom, tako i drugim teleskopima. "Neophodno je SZ Cha i druge takve mlade sustave proučavati u različitim valnim duljinama, poput rendgenskih zraka i vidljivog svjetla. Jedino na taj način možemo otkriti pravu prirodu ove varijabilnosti koju smo opazili", kaže Caeley Pittman, također iz Bostonskog sveučilišta, koautorica spomenutog rada. "Moguće je da su ta kratka zatišja, tijekom kojih ekstremno ultraljubičasto zračenje dominira mladim planetnim sustavima, nisu neuobičajena, ali da smo ih mi tek sada uspjeli uočiti."

"Svemir nam još jednom pokazuje da nijedna od metoda koje on primijenjuje nije onoliko jednostavna koliko bismo mi to željeli da jest. Moramo opet razmisliti o svemu, još opservirati i prikupiti dodatne informacije. Nastavit ćemo slijediti neonske znakove!" kaže Espaillat.

Znanstveni rad o kojemu je ovdje riječ je prihvaćen za objavljivanje u Pismima Astrofizikalnog dnevnika.

Na grafu su uspoređeni spektri dobiveni Webbom i Spitzerom, u razmaku od 15 godina. Jasno se vidi promjena do koje je došlo u disku oko zvijezde SZ Cha! (Webbov spektar je dobiven MIRI-jem.)

NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI)

https://webbtelescope.org/.../news.../2023/news-2023-142

Preuzeto sa FB