Astronomer har oppdaget et solsystem med en uvanlig høy mengde karbon; det kan være på det stadiet der de steinete planetene dannes. NASAs FUSE (Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer) og Hubble observerte at gass rundt stjernen samsvarer med sammensetningen av vårt eget solsystem. Stjernens intense stråling bør føre denne gassen bort, men ioniserte karbonatomer fungerer som en brems for å holde den inneholdt.
Astronomer oppdaget uvanlig høye mengder karbon, grunnlaget for alt landlevende liv, i et spedbarnssolsystem rundt den nærliggende stjernen Beta Pictoris, 63 lysår unna. "I årevis har vi sett på dette tidlige dannende solsystemet som et som kan gå gjennom de samme prosessene som vårt eget solsystem gjorde da de steinete planetene, inkludert Jorden, ble dannet," kommenterte hovedforfatter Aki Roberge, * som innledet den forskning ved Carnegies avdeling for terrestrisk magnetisme. ”Men vi fikk en stor overraskelse - det er mye mer karbongass enn vi forventet. Noe veldig annerledes skjer. ” Forskningen som ble publisert 8. juni 2006, Nature, antyder at enten karbonrike asteroider eller kometer, i motsetning til noen i vårt eget solsystem, har fordampet, eller at kropper som gassgasser karbonholdige arter som metan bidrar til det nysgjerrige karbonoverskuddet .
Støvete, gassformige disker rundt stjerner er fødestedene til planetariske systemer. Carnegie-forsker Alycia Weinberger, medforfatter av studien, forklarer: “Siden vi ikke kan observere vårt eget solsystem som det var for 4,5 milliarder år siden, ser vi på unge stjerner for å lære om utviklingen av planetdannende disker. Til syvende og sist ønsker vi å forstå miljøer og prosesser rundt andre stjerner som fører til livets oppgang. ”
Den nye forskningen ble gjort mulig av FUSE - NASAs Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer - og data fra Hubble Space Telescope's imaging spectrograph. Beta Pictoris er nesten dobbelt så mye som solen vår og mellom 8 og 20 millioner år gammel. Tidligere studier indikerte at gassen rundt stjernen hadde en sammensetning av elementer som var veldig lik den i vårt eget solsystem. De nye målingene markerer det "mest komplette lageret av gass i en hvilken som helst avfallsdisk", og kan endre bildet radikalt.
"Astronomer har vært forundret over selve eksistensen av den gassformige disken i noen tid," kommenterte Roberge. "Stjernens stråling skal blåse gassen bort, så vi skal ikke kunne se gass som kretser rundt stjernen i det hele tatt." I lang tid trodde man at det kanskje var en skjult gassmasse, kanskje hydrogen, som bremset utstrømningen, akkurat som vann bremser en svømmer. Nå tror forfatterne at mysteriumbremsematerialet er det ioniserte karbonet (atomer som har mistet et elektron som gir dem en netto positiv ladning). Joner tiltrekker og avviser hverandre på grunn av elektrostatisk kraft. Karbon blåses ikke bort fra stjernen, så det ioniserte karbonet som er sett er veldig bra til å bremse de andre gassformige ionene.
Det dataene imidlertid ikke svarer, er hva som satte karbonet der i utgangspunktet. Astronomene sammenliknet den grunnleggende sammensetningen av gassen med den av støv fra Halley's Comet, en veldig gammel type meteoritt, og de elementære overflodene av vår sol. "Det stemte ikke i det hele tatt," bemerket Roberge.
Den overraskende karbonrike gassen peker i to mulige retninger. Asteroidene og kometene som går i bane rundt Beta Pictoris kan inneholde store mengder karbonrikt materiale som grafitt og metan. Planeter som dannet seg fra slike kropper ville være veldig forskjellige fra solsystemet, og kan ha metanrike atmosfærer, som Titan, en måne av Saturn. Eller Beta Pictoris-asteroider og kometer kan være akkurat som de i solsystemet vårt da de var små. På den tiden kan de ha inneholdt mye mer organisk materiale enn asteroider og kometer ser ut til i dag. I så fall ble flere av livets byggesteiner levert til den tidlige jorden enn man tidligere trodde.
I en kommentar til hvordan vi kan bestemme hvor karbonet stammer, bemerket Weinberger: "Hvis vi kunne finne ut hvor karbonrikt støvet nær stjernen er, noe som kan være mulig med fremtidige store infrarøde teleskoper, kunne vi funnet ut om støvet er en plausibel kilden til karbon. " I en sammenbrudd av en planetesimal ville alle elementene som finnes i meteoritter bli produsert, slik at støvet ville samsvare med en meteoritt. Disse kollisjonene skjer nesten helt sikkert i delen av Beta Pictoris-disken nær stjernen. Iskalige kropper, ganske langt fra stjernen, kan miste flyktig metan, men ikke vann. Og dette ville berike platen i karbon og hydrogen.
Er systemer som Beta Pictoris vanlige eller sjeldne? Denne informasjonen vil hjelpe forskere til å bedre forstå konsekvensene av det nåværende arbeidet. Beta Pictoris er den desidert best studerte disken i sitt slag og den eneste der gassen er observert i så mye detalj. Denne situasjonen vil med stor sannsynlighet fortsatt være tilfelle frem til fremtiden for et fremtidig ultrafiolett romteleskop, eller store bakkebaserte teleskopanlegg som opererer med radiobølgelengder, som Atacama Large Millimeter Array, planlagt ferdigstilt i 2012.
Originalkilde: Carnegie News Release
