Dengan instrumen baru, ahli astronomi mengisi semua bahagian yang membantu menjelaskan bagaimana planet terbentuk dari cakera gas dan habuk yang meluas di sekitar bintang yang baru lahir. Tetapi ahli astronomi telah menemui satu cakera proto-planet yang enggan tumbuh. Umurnya 25 juta tahun, dan masih belum membuat peralihan untuk membentuk planet. Lee Hartmann bersama Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, dan pengarang utama di akhbar itu mengumumkan penemuannya.
Dengarkan temu ramah: Cakera Planet yang Menolak Berkembang (6 MB)
Atau melanggan Podcast: universetoday.com/audio.xml
Fraser Cain: Anda telah menemui cakera planet tertua. Bolehkah anda memberi saya gambaran betapa tidak biasa ini?
Lee Hartmann: Ini mengenai cakera planet atau protoplanet tertua. Yang tertua yang kami temui sebelum ini adalah seperti 10 juta tahun, jadi ini kira-kira 2 hingga 2.5 kali lebih tua daripada apa yang pernah kami temui sebelumnya.
Fraser: Adakah kejutan besar apabila menemui sesuatu yang lama?
Hartmann: Ya, sepertinya separuh atau lebih bintang mempunyai semacam cakera berdebu yang diperpanjang dengan sesuatu yang akan membuat planet. Pada usia kira-kira sejuta tahun atau lebih. Oleh itu, sehingga 10 juta tahun atau lebih, anda akan menyukai 10% daripada semua bintang atau mungkin lebih rendah daripada itu. Oleh itu, untuk menemui perkara ini pada usia dua kali sangat luar biasa. Kami beranggapan bahawa selama 20 juta tahun, kami benar-benar akan menjadi sifar untuk apa-apa yang masih mempunyai habuk di sekelilingnya yang mirip seperti cakera planet.
Fraser: Apa yang dapat mengekalkan cakera stabil sejak sekian lama?
Hartmann: Tidak begitu jelas. Sistem pusat dalam kes ini sebenarnya adalah bintang binari yang dekat dan jadi mungkin - tidak seperti satu bintang dalam sistem suria kita - terdapat dua bintang berjisim hampir sama yang mengorbit di orbit yang sangat dekat dan walaupun ukurannya di suatu tempat antara orbit Mercury dan orbit Venus; sesuatu yang berukuran. Itu mungkin semacam menggerakkan barang kerana setiap bintang mempunyai gravitasi sendiri, dan ketika mereka bergerak, mereka dapat menggerakkan cakera dan menggerakkan partikel. Apa yang kita fikir berlaku untuk membuat planet adalah bahawa debu, kelinci debu kecil, semacam melekat secara elektrostatik menjadi gumpalan kecil kecil dan kemudian tumbuh lebih besar dan lebih besar. Dan itu membuat batu, dan kemudian membuat benda-benda yang lebih seperti asteroid, dan akhirnya planet. Dan tahap pembentukan planet inilah yang benar-benar membersihkan semua debu ini. Oleh itu, proses itu dianggap sangat halus dan dapat diselesaikan dalam jangka masa ribuan hingga berjuta-juta tahun. Ada kemungkinan bahawa jika anda mengaduknya sedikit, membiarkan zarah itu digantung maka mereka tidak benar-benar melekat dengan baik dan tidak melalui proses pembentukan planet yang lain seperti yang dilakukan oleh kebanyakan bintang lain.
Fraser: Seberapa biasa sesuatu seperti ini? Oleh kerana ini adalah yang tertua yang dijumpai, adakah anda fikir ada orang lain yang berdekatan, atau ini hanya kebetulan?
Hartmann: Sukar untuk membayangkan bahawa hanya ada satu perkara ini di galaksi, apalagi seluruh Alam Semesta. Tetapi, ini mesti menjadi kejadian yang sangat jarang yang kita tahu. Kita dapat melihat sekumpulan bintang besar yang berusia 30 juta tahun, 50 juta tahun, 100 juta tahun, dan mereka tidak menemui perkara seperti ini dalam beberapa ratus atau bahkan ribuan bintang secara keseluruhan. Mungkin 1 dari 1000, mungkin, atau seumpamanya. Itulah yang saya rasa, tetapi sukar untuk diketahui. Kami belum melihat perkara ini dengan teliti. Kami tidak dapat melakukannya baru-baru ini. Teleskop ruang angkasa Spitzer mempunyai kepekaan yang jauh lebih banyak daripada perkara lain yang dapat kita lakukan sebelumnya. Ini hanya menjadi faktor beratus-ratus ribu kali kemampuan kita untuk mengesan sumber samar seperti perkara ini. Kami hanya mengambil langkah pertama untuk meneroka apa yang ada di luar sana dan di kawasan persekitaran kami sendiri. Dengan teleskop Spitzer, mereka mula melihat beberapa kelompok lain, mereka mengesahkan bahawa dua kali usia sistem ini, kurang dari 1 dalam 1000 adalah seperti itu. Ini benar-benar sistem yang cukup unik. Kita mesti menangkapnya dalam keadaan tertentu.
Fraser: Adakah anda berfikir bahawa ia boleh berlangsung selama berjuta-juta dan berjuta-juta tahun lagi. Adakah ini masih usia awal untuknya?
Hartmann: Ini adalah sesuatu yang tidak kita fahami dengan baik. Dan salah satu sebab untuk mengkaji jenis sistem ini adalah kerana kita sangat memerlukan banyak bantuan dalam memahami fizik ini. Fizik bagaimana planet terbentuk dari pada dasarnya adalah kelinci debu. Ini adalah proses yang begitu rumit, dan ada pelbagai perkara yang tidak kita fahami bahawa kita benar-benar memerlukan lebih banyak tinjauan mengenai perkara-perkara ini. Saya tidak betul-betul tahu apa yang akan berlaku dengan sistem ini. Pendapat saya sendiri adalah bahawa mungkin tidak akan berlaku dan membeku menjadi planet jika belum melakukannya. Teorinya menunjukkan bahawa ada jenis ambang yang harus anda tempuhi. Anda mesti mempunyai cukup barang untuk mewujudkannya, untuk benar-benar mengatasi bonggol pembuatan badan yang lebih besar yang kemudian dapat menyapu semua debu yang lebih kecil dan membersihkan cakera. Sekiranya anda tidak sampai ke ambang itu, anda mungkin tidak akan membuat planet. Sangkaan saya adalah bahawa ia mungkin akan hilang, dan sebilangan butiran debu akan terkeluar atau berpusing perlahan-lahan ke dalam bintang dan itulah penghujungnya, tetapi kita tidak begitu faham.
Fraser: Adakah cakera pembentuk planet pernah dilihat di sekitar sistem binari sebelum ini?
Hartmann: Ya, jika saya layak untuk mengatakan bahawa kami menganggap cakera ini membuat planet. Kami tidak mempunyai senjata api yang lengkap untuk mengatakan bahawa cakera berdebu ini benar-benar membuat planet. Saya rasa kemungkinan besar kerana kita melihat semua habuk ini diedarkan di sekitar bintang-bintang yang sangat muda dan kemudian semuanya hilang. Kita tahu bahawa kita harus membekukan semua habuk dan mendapatkan barang-barang kecil dan memasukkannya ke dalam perkara besar untuk membuat planet. Jadi itulah andaian yang kami buat, tetapi saya hanya ingin mengatakan bahawa kami sebenarnya tidak menghubungkan titik-titik dalam isu itu.
Fraser: Betul, jadi disk telah dilihat di sekitar sistem binari seperti ini?
Hartmann: Ya, mereka ada. Masalahnya ialah pada dasarnya, anda tidak boleh mempunyai cakera pada orbit bersaiz sama dengan orbit binari. Bintang yang lain hanya akan menelan semua habuk, atau menguapnya, atau meniupnya. Sebaliknya, jika anda mempunyai binari yang sangat luas, jika anda mempunyai sesuatu di mana bintang lain jauh, anda boleh mempunyai cakera di dalam binari itu dan tidak tahu ada bintang lain yang mengorbit. Kami mengorbit mengelilingi Matahari, dan Musytari berada di luar sana di beberapa unit astronomi, dan itu hanya membuat gangguan kecil di orbit Bumi. Begitu juga, anda mungkin mempunyai sistem di mana kedua-dua bintang itu berada berdekatan dan cakera berada di luar kawasan terpencil. Oleh itu, pada cakera itu, nampaknya ada satu bintang. Tidak betul-betul seperti itu kerana kedua-dua bintang itu mengorbit, jadi graviti sedikit memusingkannya. Tetapi tidak jauh dari hanya memiliki satu objek. Selagi cakera jauh lebih besar daripada binari, atau lebih kecil daripada binari, anda tidak apa-apa. Sekiranya cakera jauh lebih besar daripada biner, ia boleh menjadi sangat lemah, dan tersebar sehingga tidak pernah benar-benar terkumpul menjadi planet. Itu adalah sesuatu yang boleh kami ramalkan, tetapi itu belum dapat kami tunjukkan secara pemerhatian.
Fraser: Adakah anda mempunyai beberapa pemerhatian yang dirancang untuk ini?
Hartmann: Apa yang saya rasa ingin kita coba dan lakukan ialah mendapatkan pemerhatian panjang gelombang yang lebih panjang untuk melihat di mana cakera berakhir, kerana dalam kumpulan pemerhatian ini, kita pada dasarnya mengatakan bahawa ada cakera, tetapi kita tidak tahu bagaimana besar ia. Pertanyaannya adalah, apakah ada sesuatu di luar sistem ini yang dapat mengganggu disk juga. Ini mungkin merupakan sistem tiga untuk semua yang kita tahu, dengan rakan yang lebih luas dengan jisim rendah dan yang belum pernah kita lihat. Dan itu benar-benar dapat menggerakkannya dan mencegah cakera daripada membiarkan planet membeku, sekurang-kurangnya. Dan perkara lain yang cuba kita lakukan ialah kita berusaha mengenal pasti sistem lain seperti ini yang juga berusia 20 juta tahun, 30 juta tahun. Sekiranya kita dapat menjumpai lebih banyak perkara ini, hanya untuk melihat betapa biasa, dan sama ada semuanya binari, atau apa yang istimewa tentangnya yang membolehkannya bertahan begitu lama. Pada dasarnya, apa yang kami cuba lakukan adalah melihat proses bagaimana cakera berubah menjadi planet, tetapi tentu saja memerlukan masa berjuta-juta tahun, jadi anda tidak dapat mengikutinya - sekurang-kurangnya, saya tidak dapat mengikutinya. Seperti mengambil gambar populasi. Anda mempunyai orang tua dan orang muda serta bayi dan sebagainya. Dan anda mencuba dan menyimpulkan bagaimana evolusi daripada menggabungkan pelbagai kepingan. Dan kemudian beberapa orang kaya, atau lebih berkhasiat, dan mereka mempunyai budaya yang berbeza atau apa pun, dan anda cuba melihat apa kesan yang berbeza terhadap penduduk dari gambaran itu. Untuk mencuba dan mencari sistem lain seperti ini adalah cara melakukan eksperimen untuk melihat apa yang berlaku jika anda mempunyai binari yang jauh lebih luas, atau apa yang berlaku jika ia adalah bintang jisim yang berbeza di tengah. Kami sebenarnya tidak dapat melakukan eksperimen, tetapi jika kami menjumpai pelbagai jenis objek seperti ini, maka alam telah melakukan eksperimen di tempat yang berbeza, dan kami hanya perlu keluar dan melihatnya.
Penemuan ini pada mulanya diumumkan di Space Magazine pada 19 Julai 2005.
