Hvordan planeter dannes er et av de viktigste spørsmålene i astronomi. Men dette er i beste fall en vanskelig oppgave, gitt de observasjonsavstandene. "Dette er et enormt tema med mange utfordringer," sa David Wilner fra Harvard-Smithsonian Center for Astronomy på foredraget sitt på American Astronomical Society-møtet denne uken. "Men i løpet av de siste tiårene med observasjoner av stjernersystemer i nærheten, har vi kommet til en grunnleggende oversikt over prosessen med dannelse av solsystem."
Det er et par hinder å overvinne når du studerer protoplanetære disker. For det første er hoveddelen av diskmassen kald og mørk, da det molekylære hydrogenet ikke stråler. Disse områdene testes bare gjennom et par mindre bestanddeler: termisk utslipp fra støv og spredt lys fra stjernen.
For det andre er mengden "ting" astronomer ser på ganske liten. Vanligvis er mengden protoplanetært materiale omtrent 1/100 av massen til stjernen, og omtrent 1/4000 av en grad på himmelen.
Gjennom observasjoner av mange systemer med flere teleskoper, kan vi se disse disksystemene i en rekke bølgelengder i et forsøk på å se både stjernen og diskkomponentene. Wilner sa at det er to egenskaper som er spesielt viktige å vite: Diskmasser generelt, ettersom lysstyrken er direkte proporsjonal med massen, og den andre er diskenes levetid. Fra dagens kunnskap spres støvdisken med 50% på 3 millioner år og 90% med 5 millioner år.
Som et eksempel diskuterte Milner Rho Ophiuchi-tåken (bildet over), som ligger i nærheten av stjernebildene Scorpius og Ophiuchus, omtrent 407 lysår unna Jorden.
“Rho Oph-skyen er spektakulær, med vakre mørke regioner som er søyler av gass og støv som slukker stjernefeltet i bakgrunnen. Dette er materialet som danner stjerner og planeter. ”
Wilner sa at trinnene i dannelse av solsystemet er som følger: først dannelsen av en primordial proto-stjerneskive, deretter den protoplanetære disken, og deretter ruskeskiven i et planetarisk system.
Men hovedproblemene i vår forståelse ligger i at astronomer ennå ikke faktisk har sett alle trinnene i denne prosessen, og ikke kan bevise direkte at disse tidlige diskene fortsetter å danne planetene. Det er flere ledetråder, for eksempel at det dannes hull i støvet rundt klumper av materialer, som ligner hullene i ringene til Saturn rundt måner.
De siste 15 årene er protoplanetære disker blitt studert med forskjellige interferometre ved Keck-observatoriet på Mauna Kea med forskjellige bølgelengder fra 0,87 mikrometer til 7 mm. Og de siste fem årene har Spitzer-romteleskopet lånt ut sine infrarøde evner for å øke kunnskapen vår til vår nåværende forståelse. Men snart kan et nytt teleskop i den høye chilenske ørkenen gi den oppløsningen som trengs for å gi et glimt av ikke bare hullene i diskene, men et nytt vindu for hvordan materialer rundt nye planeter kan danne måner. Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), vil fungere med bølgelengder fra 0,3 til 9,6 millimeter.
Wilner ser tydeligvis frem til å sette observasjonsevner i denne matrisen til å fungere. Planlagt å være ferdig i 2012, vil ALMA bidra til å fylle ut "hullene" i kunnskapen vår om planetarisk dannelse.
Kilde: AAS Møtepresentasjon, med avklaring fra Chris Lintott
