2008.11.13. - Kvarckristályok protoplanetáris korongokban

A Spitzer űrteleszkóp adatai alapján olyan kvarckristályokat azonosítottak fiatal csillagok körüli protoplanetáris korongokban, melyek csak lökéshullámok okozta felmelegedés és az azt követő gyors lehűlés során jöhettek létre.

A Spitzer infravörös űrteleszkóp megfigyelései alapján William Forrest (University of Rochester, N.Y.) és munkatársai öt, körülbelül 400 fényévre található fiatal csillag esetében az őket övező porkorongban a szilícium-dioxid (SiO₂) olyan polimorf módosulatait - krisztobalit és tridimit - azonosították, melyek a Földön például vulkanikus lávafolyamokban fordulnak elő, de megtalálhatók néhány meteoritban és üstökösökben is. Az már régebb óta ismert, hogy a fiatal csillagok körüli protoplanetáris korongokban a kristályosodott porrészecskék nagyobb szemcsékké tapadnak össze, melyek aztán még nagyobb testeket alkotva a kialakuló bolygók alapanyagául szolgálnak. Az elméletek szerint a kristályosodási és összetapadási folyamat a csillag életének első néhány millió évében megy végbe. A krisztobalit és a tridimit kimutatása azért jelent meglepetést, mert a porkorongokban uralkodó tipikus hőmérsékletek nem elég magasak a kristályosodási folyamathoz.

Fantáziarajz egy fiatal csillag protoplanetáris korongjáról. Az inzertekben a krisztobalit és a tridimit pásztázó elektronmikroszkóppal (SEM) készült képe látható.
[NASA/JPL-Caltech, George Rossman (Caltech)]

A detektált kvarc-módosulatok kialakulásához legalább 1220 K kell, a protoplanetáris korongok 100-1000 kelvines jellemző hőmérséklete azonban elmarad ettől az értéktől. A kristályosodáshoz felmelegedés, majd az azt követő gyors lehűlés szükséges, ezért Forrest és kollégái úgy gondolják, hogy a kellő hőmérsékletet a korongban terjedő lökéshullámok hozták létre. Ezek kiváltója pedig az örvénylő diszk gáz- és porfelhőinek nagysebességű ütközése. Ezt az elképzelést támasztja alá néhány, a Naprendszerben található, hasonló forgatókönyvet sugalló bizonyíték is. A Földre hullott ősi meteoritokban található körülbelül mm-es méretű kerek csomók, az ún. kondrumok valószínűleg hasonló lökéshullámok hatására kristályosodtak ki a fiatal Naprendszer protoplanetáris korongjában. Vélhetőleg ezen folyamat nyomait találta meg a NASA Stardust űrszondája is a Wild 2 üstökösben tridimit kristályok formájában.

Fantáziarajz a lökéshullámok terjedéséről egy fiatal csillagot övező porkorongban.
[ESO]

Forrás:

• Spitzer News 2008.11.11.