Obserwacje wykonane za pomocą Kosmicznego Teleskopu Spitzera pokazały, że fale uderzeniowe powstające w “zakurzonych” otoczeniach młodych gwiazd mogą prowadzić do powstawania składników niezbędnych do formowania się planet.

W pobliżu młodych gwiazd, wokół których zaczynają tworzyć się planety, astronomowie odkryli obecność niewielkich kryształków podobnych do kwarcu. Są to kryształy krystobalitu i trydymitu, czyli różnych form dwutlenku krzemu SiO2. Wcześniej stwierdzono ich obecność w kometach, wypływach lawy wulkanicznej na Ziemi i znalezionych na naszej planecie meteorytach. Uważa się, że powstają w krótkotrwałych epizodach gwałtownego ogrzewania, po których następuje szybkie ochłodzenie. Takie właśnie warunki panują tam, gdzie tworzą się fale uderzeniowe.

Wiadomo już, że planety tworzą się z obracającego się dysku pyłu i gazu otaczającego młoda gwiazdę. W ciągu milionów lat niewielkie ziarna zlepiają się w coraz większe obiekty, tworzą się protoplanety, a w końcu dojrzałe planety. Za pomocą Teleskopu Spitzera badano dyski protoplanetarne wokół 5 młodych gwiazd, leżących około 400 lat świetlnych od Ziemi. Po raz pierwszy zaobserwowano w nich wysokotemperaturowe formy dwutlenku krzemu, wspomniane wcześniej: krystobalit i trydymit.

Krystobalit i trydymit to główne formy kwarcu występujące w wysokiej temperaturze” – stwierdził Ben Sargent, jeden z głównych autorów pracy, która ukaże się w Astrophysical Journal. “Ogrzewając kryształy kwarcu, otrzymuje się te właśnie składniki“.

Aby powstały wspomniane kryształy, potrzebna jest temperatura 1220 kelwinów, a protoplanetarne dyski są znacznie chłodniejsze, ich temperatury wahają się od 100 do 1000 kelwinów. Pojawia się tu więc problem. Astronomowie podejrzewają, że sprawcą pojawienia się kryształów mogą być, niosące gwałtowne ogrzanie a potem ochłodzenie, fale uderzeniowe powstające w wyniku zderzeń obłoków gazu krążących wokół gwiazdy. Każde takie zderzenie prowadzi do szybkiego wzrostu temperatury.

Badając te systemy gwiezdne, możemy się dowiedzieć czegoś także o historii powstawania planet w naszym Układzie Słonecznym, 4,6 miliarda lat temu” – powiedział William Forrest z University of Rochester. “Teleskop Spitzera dostarczył nam na ten temat ciekawej informacji“.

Wyniki obserwacji zgodne są z tym, co obserwujemy w naszym systemie planetarnym. W meteorytach, które spadły na Ziemię znajdowane są sferyczne kamyki, zwane chondrytami. Uważa się, że powstały z pomocą fal uderzeniowych rozchodzących się w czasie powstawania Układu Słonecznego.

Autor

Michał Matraszek