2013.07.23. - Kozmikus porkorongok - por nélkül

Egy kutatócsoport a Herschel űrteleszkóp mérései alapján fél tucat, az átlagosnál sokkal hidegebb törmelékkorongot azonosított, melyek jóval kevesebb porszemcsét tartalmazhatnak, mint a hasonló képződmények.

A csillagok körüli törmelékkorongok nagy mennyiségű porból és a bolygófejlődés végéig el nem jutó testekből (planetezimálokból) álló övezetek. A mi Napunk körül is találhatóak ilyen képződmények: a fő kisbolygóöv és a Kuiper-öv. Az utóbbi években sok hasonló övezetet sikerült megfigyelni, a becslések szerint a csillagok legalább 20 százaléka rendelkezhet törmelékkorongokkal. Ezek vizsgálata fontos lépés lehet a bolygórendszerek változatosságának megértésében.

Egy nemzetközi kutatócsoport Alexander Krivov (Friedrich-Schiller University, Jéna) vezetésével a közelmúltban hat, Napunkhoz hasonló csillag körül keringő, különleges törmelékkorong felfedezését jelentette be. A Herschel infravörös űrtávcsővel talált övezetek egyrészt nagyobbak, mint a Kuiper-öv, másrészt szerfelett hidegek. Átlagos hőmérsékletük mínusz 250 Celsius-fok, ami messze a legalacsonyabb az eddig ismert törmelékkorongok között. (Összehasonlításképpen: a Kuiper-öv ezeknél mintegy 70 °C-kal melegebb, míg egyes korongok akár a szobahőmérsékletet is elérhetik.)

Az extrém alacsony hőmérsékletek magyarázata egy további rejtélyhez vezet: ezekből a korongokból a feltevések szerint hiányoznak azok a kis méretű (néhány tized és néhány mikrométer közé eső átmérőjű), magasabb hőmérsékletű porszemcsék, amelyek jellemzően a nagyobb testek összeütközésekor jönnek létre. A kutatók számításai azt mutatják, hogy az újonnan talált korongokban az alkotóelemek mérete néhány milliméter és néhány kilométer közé esik. Ezeknél nagyobb testek nagy valószínűséggel nem keringenek a vizsgált csillagok körüli övezetekben, ebben az esetben a korongok ugyanis sokkal dinamikusabbak lennének, a testek nagyobb gyakorisággal ütköznének egymással, ami porszemcséket generálna.

A hat hideg törmelékkorongban minden bizonnyal elindultak a bolygókeletkezési folyamatok, de ezek leállhattak, még mielőtt a kisbolygó vagy törpebolygó méretű testek kifejlődhettek volna. A kutatók eddig még nem találtak magyarázatot erre, de a hideg törmelékkorongok azt bizonyítják, hogy ilyen övezetek akár évmilliárdokon keresztül is fennmaradhatnak.

Fantáziakép egy csillag körüli, porban gazdag törmelékkorongról. Az új eredmény szerint olyan, hasonló övezetek is léteznek, ahol kis méretű porszemcsék legfeljebb nagyon kis mennyiségben fordulhatnak elő.
[NASA/JPL-Caltech]

Bár a távoli infravörös tartományban érzékeny, működését nemrég befejező Herschel űrtávcsövet kifejezetten az alacsony hőmérsékletű objektumok megfigyelésére tervezték, a hideg törmelékkorongok észlelése még ezen űreszköz számára is komoly feladat volt. A kutatócsoport vezetője szerint azt sem lehet teljes mértékben kizárni, hogy amit a feltételezett korongok infravörös többletsugárzásának vélnek, az valójában a csillagok irányában látszó háttérgalaxisokból érkezik, de véleménye szerint ennek nagyon kicsi a valószínűsége.

A csillagászok a Herschel űrtávcső leállása után sem hagynak fel a hideg törmelékkorongok vizsgálatával, a közeljövőben jóval többet is megtudhatunk ezekről a képződményekről, többek között a már részben működésbe lépett ALMA szubmilliméteres távcsőhálózat mérései segítségével.

Az eredményeket részletező szakcikk az Astrophysical Journal c. folyóiratban jelent meg.

Forrás:

• ScienceDaily 2013.07.08.