2011.06.01. - Szilikátos kristályok egy protocsillag korongjában

A Spitzer infravörös űrteleszkóp mérései alapján a fiatal objektumra záporozó zöld színű olivin kristályok jelenlétét mutatták ki a HOPS-68 katalógusjelű protocsillagot övező por- és gázkorongban.

Ez az első alkalom, hogy ilyen kristályokat azonosítottak egy formálódó csillag körüli kollabáló poros gázfelhőben. Egyelőre még nem teljesen világos, hogy a szemcsék hogyan kerültek oda, de a legvalószínűbb magyarázat az, hogy a protocsillag korongra merőleges kifúvásai (jet-ek) révén jutottak ki az Orion csillagképben megfigyelhető HOPS-68 közvetlen közeléből. A kutatás vezetője, Tom Megeath (University of Toledo, Ohio) szerint ugyanis a kristályok képződéséhez a láváéhoz hasonló nagyságú hőmérséklet, mintegy 700 °C kell, azaz a kristályoknak a kialakuló csillag felszíne közelében kellett létrejönniük, onnan dobódtak ki a sokkal hidegebb környező felhőbe, hogy onnan visszahulljanak a korong belső részeire. Fiatal csillagok körüli, bolygókat létrehozó korongokban korábban is figyeltek már meg ilyen kristályokat, egy protocsillag körüli kollabáló felhő külső részében való megjelenésük az ottani -170 °C-os hőmérséklet miatt viszont meglepetés, amit a kutatók szerint csak a jet-es elképzelés magyarázhat.

A kép baloldali része a Spitzer űrteleszkóp felvétele a HOPS-68 protocsillag környezetéről. A középső azt illusztrálja, hogy az olivin kristályok keletkezési helyükről történő kijutásában jelentős szerepet játszottak a protocsillag kifúvásai, a jobboldali panel pedig azt, hogy ezek a kristályok visszahullanak a korong azon részére, melyből a bolygók alakulnak ki.
[NASA/JPL-Caltech/T. Pyle (SSC)]

A kristályok az olivin-csoportba tartozó forsterit formájában vannak jelen a HOPS-68 körül. Ez a típus a drágakövektől kezdve a homokos tengerpartokon keresztül egészen a távoli galaxisokig bezárólag sok helyütt előfordul, de a NASA Stardust és Deep Impact szondái is detektálták az általuk megközelített üstökösökben. Charles Poteet (University of Toledo, Ohio), a kutatás egyik résztvevője szerint bár a protocsillagra zuhanó felhő sötét, a kicsiny kristályok a mégiscsak előforduló fotonok miatt zöld szikrákként csillognának a poros háttér előtt - már ha lenne lehetőségünk közelről figyelni a tőlünk körülbelül 1450 fényév távolságban található rendszert.

A Spitzer infravörös spektrográfjával rögzített színképen zöld szín jelzi a forsterit kristályok jelenlétére utaló spektrumrészeket.
[NASA/JPL-Caltech/C. Poteet (University of Toledo)]

A felfedezés, illetve a hozzá fűzött okfejtés kiegészítő magyarázattal szolgálhat arra is, hogy a Naprendszer külső, hideg tartományaiban kialakuló üstökösök miért tartalmazhatják szintén ezeket a kristályokat. A jelenleg elfogadott elképzelés szerint a kialakuló Naprendszerben a bolygókeletkezés alapanyagául szolgáló protoplanetáris korong "szennyeződött" be a fiatal Nap közelében keletkezett olivin kristályokkal, melyek keletkezési helyüktől kifele, a hidegebb tartományok felé vándoroltak. Poteet és kollégái szerint ez továbbra is jó szcenárió, de besegíthettek a jet-ek is, melyek a kristályokat jóval messzebbre fújták ki, majd azok onnan hullottak vissza a formálódó bolygórendszer külső vidékeire. Mindkét részfolyamat végeredménye a kristályok üstökösökbe fagyása.

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

Forrás:

• Spitzer News 2011.05.26.