Với các công cụ mới, các nhà thiên văn học đang điền vào tất cả các phần giúp giải thích cách các hành tinh hình thành từ các đĩa khí và bụi mở rộng xung quanh các ngôi sao mới sinh. Nhưng các nhà thiên văn học đã tìm thấy một đĩa proto-hành tinh không chịu lớn lên. Nó có 25 triệu năm tuổi và vẫn chưa thực hiện quá trình chuyển đổi để hình thành các hành tinh. Lee Hartmann làm việc với Trung tâm vật lý thiên văn Harvard-Smithsonian và là tác giả chính của bài báo công bố phát hiện này.
Nghe cuộc phỏng vấn: Đĩa hành tinh không chịu lớn lên (6 MB)
Hoặc đăng ký Podcast: iverseetoday.com/audio.xml
Fraser Cain: Bạn đã tìm thấy đĩa hành tinh lâu đời nhất. Bạn có thể cho tôi cảm giác như thế nào là bất thường này?
Lee Hartmann: Đây là về đĩa hành tinh hoặc hành tinh lâu đời nhất. Cái cũ nhất mà chúng tôi tìm thấy trước đây là khoảng 10 triệu năm tuổi, vì vậy cái này gấp khoảng 2 đến 2,5 lần so với bất cứ thứ gì chúng tôi đã tìm thấy trước đây.
Fraser: Đó có phải là một bất ngờ lớn khi tìm thấy một cái gì đó cũ?
Hartmann: Vâng, có vẻ như một nửa hoặc nhiều ngôi sao có một loại đĩa bụi mở rộng với thứ gì đó sẽ tạo ra các hành tinh. Ở tuổi khoảng một triệu năm hoặc lâu hơn. Và sau đó khoảng 10 triệu năm, bạn có thể giảm 10% số sao hoặc thậm chí ít hơn thế. Vì vậy, để tìm thấy điều này ở hai lần tuổi là thực sự đáng chú ý. Chúng tôi đã nghĩ rằng sau 20 triệu năm, chúng tôi thực sự xuống 0 đối với bất cứ thứ gì vẫn còn bụi xung quanh nó rất giống với một đĩa hành tinh.
Fraser: Điều gì có thể giữ cho đĩa ổn định quá lâu?
Hartmann: Nó không thực sự rõ ràng. Hệ thống trung tâm trong trường hợp này thực sự là một ngôi sao nhị phân gần và vì vậy có thể - không giống như một ngôi sao duy nhất trong hệ mặt trời của chúng ta - có hai ngôi sao có khối lượng gần như bằng nhau quay quanh quỹ đạo rất gần và mặc dù có kích thước tương đương giữa quỹ đạo của sao Thủy và quỹ đạo của sao Kim; Một cái gì đó kích thước. Đó có thể là một thứ làm đảo lộn mọi thứ bởi vì mỗi ngôi sao có lực hấp dẫn riêng, và khi chúng di chuyển xung quanh, chúng có thể tạo ra đĩa và khuấy các hạt. Những gì chúng ta nghĩ xảy ra để tạo ra các hành tinh là bụi, những con thỏ nhỏ, loại dính tĩnh điện thành những cục nhỏ nhỏ và sau đó nó ngày càng lớn hơn. Và nó tạo ra đá, và sau đó nó tạo ra những thứ giống như các tiểu hành tinh, và cuối cùng là các hành tinh. Và giai đoạn hình thành hành tinh là những gì thực sự loại bỏ tất cả bụi này. Và do đó, quá trình đó được cho là rất tế nhị và mọi thứ lắng xuống trong khoảng thời gian hàng ngàn đến hàng triệu năm. Điều đó có thể là nếu bạn làm cho nó nổi lên một chút, giữ cho hạt lơ lửng thì họ không thực sự gắn bó với nhau và don don trải qua phần còn lại của quá trình hình thành hành tinh như hầu hết các ngôi sao khác.
Fraser: Làm thế nào phổ biến như thế này sẽ là gì? Vì đây là cái cũ nhất mà người ta đã tìm thấy, bạn có nghĩ rằng có những cái khác ở gần đây không, hay đây chỉ là một con sán hoàn toàn?
Hartmann: Thật khó để tưởng tượng rằng chỉ có một trong những điều này trong thiên hà, chứ đừng nói đến toàn bộ Vũ trụ. Nhưng, đây phải là một trường hợp rất hiếm khi xảy ra như chúng ta có thể nói. Chúng ta có thể thấy các cụm sao lớn 30 triệu năm tuổi, 50 triệu năm tuổi, 100 triệu năm tuổi và họ đã tìm thấy bất cứ thứ gì như thế này trong tổng số hàng trăm hoặc thậm chí hàng ngàn ngôi sao. Nó có thể là 1 trong 1000, có thể, hoặc một cái gì đó tương tự. Đó là thứ mà tôi đoán, nhưng nó khó mà biết được. Chúng tôi đã xem xét cẩn thận những điều này. Chúng tôi thiên đường đã có thể cho đến rất gần đây. Kính thiên văn vũ trụ Spitzer có độ nhạy cao hơn nhiều so với bất kỳ điều gì khác mà chúng ta có thể làm trước đây. Nó chỉ tạo ra các yếu tố hàng trăm ngàn lần khả năng của chúng tôi để phát hiện các nguồn mờ nhạt như điều này. Chúng tôi chỉ cần thực hiện những bước đầu tiên để khám phá những gì ở ngoài kia và trong khu phố của chúng ta. Với kính viễn vọng Spitzer, họ bắt đầu nhìn vào một số cụm khác, họ xác nhận rằng gấp đôi tuổi của hệ thống này, chưa đến 1 trên 1000 là như vậy. Nó thực sự là một hệ thống khá độc đáo. Chúng ta phải bắt được nó trong một số trường hợp đặc biệt.
Fraser: Bạn có nghĩ rằng nó có thể tiếp tục trong hàng triệu triệu năm nữa. Đây có phải là một tuổi sớm cho nó?
Hartmann: Đây là điều mà chúng tôi không thể hiểu rất rõ. Và một trong những lý do để nghiên cứu các loại hệ thống này là chúng tôi thực sự cần rất nhiều sự giúp đỡ trong việc tìm hiểu vật lý của nó. Vật lý về cách các hành tinh hình thành từ những con thỏ bụi cơ bản để bắt đầu. Nó chỉ là một quá trình phức tạp như vậy, và có tất cả những điều mà chúng tôi không thể hiểu được rằng chúng tôi thực sự cần phải có nhiều khảo sát hơn về những điều này. Tôi không thực sự biết những gì sắp xảy ra với hệ thống này. Ý kiến riêng của tôi là nó có lẽ sẽ không tiếp tục và đông lại thành các hành tinh nếu nó đã thực hiện xong. Lý thuyết cho thấy rằng có một loại ngưỡng mà bạn phải đáp ứng. Bạn phải có đủ công cụ để thực hiện nó, để thực sự vượt qua cái bướu tạo ra những cơ thể lớn hơn, sau đó có thể quét sạch tất cả bụi nhỏ hơn và dọn sạch đĩa. Nếu bạn không bao giờ đạt đến ngưỡng đó, bạn có thể không bao giờ thực hiện bất kỳ hành tinh nào. Tôi đoán là nó có thể thoát ra được, và một số hạt bụi sẽ bị thổi bay hoặc xoắn ốc từ từ vào ngôi sao và đó là sự kết thúc của nó, nhưng chúng tôi thực sự hiểu.
Fraser: Các đĩa hình thành hành tinh đã được nhìn thấy xung quanh các hệ thống nhị phân chưa?
Hartmann: Vâng, nếu tôi có thể đủ điều kiện để nói rằng chúng tôi sẽ giả sử những đĩa này tạo ra các hành tinh. Chúng tôi đã thực sự có khẩu súng hút thuốc hoàn toàn để nói rằng những chiếc đĩa bụi này thực sự tạo ra các hành tinh. Tôi nghĩ rằng đó là một khả năng rất mạnh mẽ bởi vì chúng ta thấy tất cả bụi phân tán này xung quanh các ngôi sao rất trẻ và sau đó nó đã biến mất. Chúng tôi biết rằng chúng tôi phải đông lại tất cả bụi và lấy những thứ nhỏ và đặt nó vào những thứ lớn để tạo ra các hành tinh. Vì vậy, đó là giả định mà chúng tôi đưa ra, nhưng tôi chỉ muốn nói rằng chúng tôi thực sự đã kết nối các dấu chấm về vấn đề đó.
Fraser: Phải, vậy đĩa có được nhìn thấy xung quanh các hệ thống nhị phân như thế này không?
Hartmann: Vâng, họ có. Vấn đề này là về cơ bản, bạn có thể có đĩa có cùng quỹ đạo với kích thước như quỹ đạo nhị phân. Ngôi sao kia sẽ nuốt hết bụi, hoặc bốc hơi hoặc thổi bay nó đi. Mặt khác, nếu bạn có một nhị phân rất rộng, nếu bạn có một cái gì đó mà ngôi sao kia ở rất xa, bạn có thể có một đĩa bên trong nhị phân đó và nó không biết rằng có một ngôi sao khác quay quanh. Chúng ta quay quanh Mặt trời và Sao Mộc ở ngoài đó tại một số đơn vị thiên văn, và điều đó chỉ tạo ra những nhiễu loạn nhỏ trên quỹ đạo của Trái đất. Tương tự, bạn có thể có một hệ thống trong đó hai ngôi sao tương đối gần nhau và đĩa nằm ngoài khu vực xa xôi. Và vì vậy, với đĩa đó, nó trông giống như một ngôi sao duy nhất. Nó không chính xác như vậy bởi vì hai ngôi sao đang quay xung quanh nên lực hấp dẫn đang đẩy nó lên một chút. Nhưng nó không xa lắm khi chỉ có một đối tượng. Vì vậy, miễn là đĩa lớn hơn nhị phân hoặc nhỏ hơn nhị phân, bạn có thể ổn. Tuy nhiên, nếu đĩa lớn hơn nhiều so với nhị phân, thì nó có thể rất khó khăn và lan rộng đến mức nó không bao giờ thực sự đông tụ hiệu quả vào các hành tinh. Đó là một thứ gì đó mà chúng ta dự đoán, nhưng đó không phải là thứ mà chúng ta có thể chứng minh bằng quan sát.
Fraser: Bạn có theo dõi các quan sát được lên kế hoạch cho việc này không?
Hartmann: Điều tôi nghĩ rằng chúng tôi muốn thử và làm là có được các quan sát bước sóng dài hơn để xem đĩa kết thúc ở đâu, bởi vì trong tập hợp các quan sát này, về cơ bản chúng tôi nói rằng có một đĩa, nhưng chúng tôi không biết làm thế nào nó lớn Câu hỏi là, có bất cứ điều gì bên ngoài hệ thống này có thể gây nhiễu cho đĩa không. Nó thậm chí có thể là một hệ thống ba cho tất cả những gì chúng ta biết, với một người bạn đồng hành rộng hơn rất nhiều với khối lượng thấp và chúng ta đã thấy được. Và điều đó thực sự có thể làm đảo lộn nó và ngăn chặn đĩa ít nhất để các hành tinh đông lại. Và sau đó, một điều khác mà chúng tôi đang cố gắng thực hiện, đó là chúng tôi đang cố gắng xác định các hệ thống khác như thế này cũng đã 20 triệu năm tuổi, 30 triệu năm tuổi. Nếu chúng ta có thể tìm thấy thêm bất kỳ thứ gì trong số những thứ này, chỉ để xem mức độ phổ biến của chúng, và liệu chúng có phải là tất cả các nhị phân hay không, điều gì đặc biệt về chúng cho phép chúng tồn tại lâu như vậy. Về cơ bản, những gì chúng tôi đang cố gắng làm là xem quá trình một đĩa biến thành các hành tinh, nhưng tất nhiên phải mất hàng triệu năm, vì vậy bạn có thể theo dõi điều đó thông qua - ít nhất, tôi có thể theo dõi nó. Nó giống như chụp một bức ảnh của dân số. Bạn đã có người già và người trẻ và trẻ sơ sinh, vân vân. Và bạn cố gắng và suy luận làm thế nào sự tiến hóa đi từ việc đặt các mảnh khác nhau lại với nhau. Và sau đó, một số người to lớn, hoặc được nuôi dưỡng tốt hơn, và họ có một nền văn hóa khác hoặc bất cứ điều gì, và bạn thử xem những tác động khác nhau đối với dân số từ ảnh chụp nhanh đó. Thử và tìm các hệ thống khác giống như thế này là một cách thực hiện thử nghiệm để xem điều gì sẽ xảy ra nếu bạn có một nhị phân rộng hơn nhiều, hoặc điều gì xảy ra nếu nó có một ngôi sao khối lượng khác ở giữa. Chúng ta có thể thực sự thí nghiệm, nhưng nếu chúng ta tìm thấy đủ các loại vật thể khác nhau như thế này, thì thiên nhiên đã thực hiện thí nghiệm ở những nơi khác nhau và chúng ta chỉ cần ra ngoài và xem xét nó.
Phát hiện này ban đầu được công bố trên Tạp chí Vũ trụ vào ngày 19 tháng 7 năm 2005.
