Un „hamburger cosmic” oferă o perspectivă rară asupra formării planetelor gigantice
Observații realizate cu ajutorul rețelei Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) au scos la iveală cele mai timpurii faze ale formării planetelor gigantice în interiorul stratelor dense de gaz și praf din sistemul cunoscut sub numele de „Gomez’s Hamburger”, prescurtat GoHam. Rezultatele cercetării au fost prezentate inițial la o conferință de presă organizată în cadrul celei de-a 247-a întâlniri a American Astronomical Society și au fost acceptate spre publicare în The Astrophysical Journal.
Charles Law, profesor asistent la University of Minnesota și cercetător principal al acestui studiu, explică faptul că sistemul oferă o imagine clară și rară a structurii verticale și radiale a unui disc foarte mare, orientat aproape cu muchia spre observator. Potrivit acestuia, combinația dintre dimensiunea extremă a discului, asimetriile puternice, vânturile și potențialul de formare planetară transformă GoHam într-un laborator ideal pentru înțelegerea modului în care planetele gigantice se pot forma departe de steaua lor și a felului în care prezența lor remodelează gazul și praful din jur.
Straturi de gaz și praf, cartografiate cu precizie
Discul gigantic al sistemului GoHam este alcătuit din gaz și praf, iar astronomii pot observa aceste straturi suprapuse în timp ce se rotesc în jurul unei stele tinere. Orientarea aproape cu muchia le oferă o vedere directă asupra structurii verticale, mult mai greu de observat în alte discuri. Datorită observațiilor ALMA la lungimi de undă milimetrice, cercetătorii au putut cartografia cu claritate poziția granulelor de praf de dimensiuni milimetrice și a mai multor molecule aflate în faza gazoasă, printre care două forme de monoxid de carbon și moleculele care conțin sulf CS și SO.
Distribuția acestor componente respectă așteptările astronomilor privind stratificarea discurilor în funcție de înălțime. Cel mai ușor gaz, ¹²CO, se află cel mai sus față de planul median, ¹³CO se situează ceva mai jos, iar gazul CS se găsește cel mai aproape de planul median. Praful milimetric este relativ subțire și concentrat în planul median, în timp ce gazul se întinde mult deasupra și dedesubtul acestuia, ceea ce arată cât de „umflată” este partea gazoasă a discului comparativ cu solidele mai mari.
Asimetrii și indicii ale formării planetare
Discul nu este perfect simetric. Praful milimetric din GoHam este dezechilibrat pe direcția nord-sud: una dintre părțile discului prezintă o emisie de praf mai extinsă și mai strălucitoare, probabil din cauza unui vârtej sau a unei perturbații la scară largă care ar putea contribui la captarea solidelor și la alimentarea procesului de formare planetară. În partea nordică a discului și la distanțe mari apare o emisie slabă, extinsă și difuză de monoxid de carbon, posibil compatibilă cu un „vânt fotoevaporativ”, prin care lumina stelară împrăștie treptat gazul din disc în spațiu.
Echipa a identificat de asemenea un arc neobișnuit, pe o singură parte, de emisie de monoxid de sulf (SO), situat imediat în afara zonei strălucitoare de praf, dar cu o cinematică ce urmează în continuare rotația discului. Acest arc de SO se aliniază cu un nod dens identificat anterior, numit „GoHam b”, despre care se crede că ar fi material care se prăbușește sub propria gravitație și care ar putea reprezenta una dintre cele mai timpurii etape observabile ale formării unei planete masive, cu orbită largă, în regiunea exterioară a discului.
Un disc de dimensiuni record
GoHam este un sistem de proporții uriașe: gazul ¹²CO se întinde până la aproape 1.000 de unități astronomice în rază și atinge înălțimi verticale de câteva sute de unități astronomice, ceea ce îl face unul dintre cele mai mari discuri de formare planetară cunoscute. Masa totală de praf este estimată a fi de multe ori mai mare decât în discurile tipice din jurul unor stele similare, ceea ce înseamnă că GoHam are un potențial considerabil de a construi planete gigantice și, posibil, un viitor sistem multiplanetar.
