Οι αστρονόμοι εντοπίζουν εδώ και δεκαετίες πρωτοπλανητικούς δίσκους – δομές που εξελίσσονται σε ηλιακά συστήματα όπως το δικό μας – και έχουν βρεθεί εκατοντάδες από αυτούς σε ολόκληρο τον Γαλαξία μας, κυρίως σε σχετικά ήρεμες περιοχές του .
Τώρα, οι επιστήμονες ανακάλυψαν περισσότερους από 500 από αυτούς τους πυρήνες χάρη σε παρατηρήσεις που έγιναν με το τηλεσκόπιο ALMA στη Χιλή, αλλά, βρίσκονται στη λεγόμενη «Κεντρική Μοριακή Ζώνη» (CMZ), την περιοχή κοντά στο Sagittarius A*, τη γιγάντια μαύρη τρύπα στο κέντρο του Γαλαξία. Εκεί, οι υψηλές πιέσεις και οι ακραίες πυκνότητες καθιστούν την ανακάλυψη μια πρόκληση για τις συμβατικές θεωρίες σχηματισμού πλανητών.
Η έρευνα, υπό την καθοδήγηση ερευνητών από το Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics (Πεκίνο), το Shanghai Astronomical Observatory και το Πανεπιστήμιο της Κολωνίας, διαπίστωσε ότι πάνω από το 70% αυτών των πυρήνων παρουσιάζουν μια απροσδόκητα «κόκκινη» φασματική υπογραφή, υποδεικνύοντας την ύπαρξη κρυμμένων πρωτοπλανητικών δίσκων.
Γαλαξίας «Μilky Way» και περιοχή CMZ
Βρίσκεται περίπου 17 δισεκατομμύρια αστρονομικές μονάδες από τη Γη (περίπου 27.000 έτη φωτός), η CMZ είναι μια περιοχή όπου το μοριακό αέριο συμπιέζεται σε πυκνότητες χιλιάδες φορές μεγαλύτερες από αυτές στη δική μας κοσμική γειτονιά.
Μέχρι πρόσφατα, η παρατήρηση των δομών της με λεπτομέρεια ήταν τεχνολογικά αδύνατη λόγω της πυκνής διαστρικής σκόνης. Όμως, χάρη στην εξαιρετική γωνιακή ανάλυση του συμβολόμετρου ALMA, οι επιστήμονες κατάφεραν να παρατηρήσουν λεπτομέρειες μεγέθους μόλις χιλίων αστρονομικών μονάδων – περίπου το μέγεθος της Ζώνης του Κάιπερ.
«Με αυτό το εργαλείο, καταφέραμε να διακρίνουμε δομές που, σε τόσο μεγάλες αποστάσεις, έχουν μέγεθος μόλις χίλιων αστρονομικών μονάδων», εξήγησε ο καθηγητής Xing Lu, ερευνητής στο Shanghai Observatory και επικεφαλής του έργου. Η ομάδα χρησιμοποίησε μια καινοτόμο τεχνική διπλής ζώνης, καταγράφοντας ταυτόχρονα δύο διαφορετικά μήκη κύματος με ίδια χωρική ανάλυση, που τους επέτρεψε να εξάγουν κρίσιμες πληροφορίες για τη θερμοκρασία, τη σύνθεση της σκόνης και τη μορφολογία των πυρήνων.
Το μυστήριο των «κόκκινων» πυρήνων
Η έκπληξη ήρθε κατά την ανάλυση των δεδομένων, καθώς περισσότεροι από 350 από τους 500 πυρήνες εξέπεμπαν ένα σήμα πολύ πιο «κόκκινο» από το αναμενόμενο. Αφού απέκλεισαν πιθανά σφάλματα των οργάνων, οι ερευνητές πρότειναν δύο υποθέσεις – και οι δύο καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι πρόκειται για πρωτοπλανητικούς δίσκους, δηλαδή για ηλιακά συστήματα σε σχηματισμό.
Η πρώτη υπόθεση εξηγεί ότι αυτοί οι πυρήνες δεν είναι ομοιογενείς και διαφανείς σφαίρες, όπως πιστευόταν, αλλά κρύβουν συμπαγείς πρωτοπλανητικούς δίσκους στο εσωτερικό τους.
«Η αυτοαπορρόφηση αυτών των δίσκων σε μικρά μήκη κύματος θα μπορούσε να εξηγήσει την παρατηρούμενη ερυθρότητα», σημείωσαν οι ερευνητές. «Αυτό το εύρημα θέτει υπό αμφισβήτηση τις παραδοχές μας σχετικά με το πώς είναι οι πυκνοί πυρήνες σε ακραία περιβάλλοντα», πρόσθεσε ο καθηγητής Ke Wang.
Η δεύτερη υπόθεση σχετίζεται με την επιταχυνόμενη ανάπτυξη των κόκκων σκόνης. Ενώ σε κανονικά διαστρικά περιβάλλοντα αυτά τα σωματίδια δεν ξεπερνούν λίγα μικρόνια, ορισμένοι πυρήνες ενδέχεται να περιέχουν κόκκους μεγέθους έως και ενός χιλιοστού – ακριβώς το μέγεθος που συναντάμε συνήθως μόνο μέσα σε πρωτοπλανητικούς δίσκους.
Και οι δύο υποθέσεις, επομένως, συμφωνούν σε ένα πρωτοφανές γεγονός: ότι η CMZ και το κέντρο του Γαλαξία μπορεί να φιλοξενούν εκατοντάδες, ίσως και χιλιάδες, πρωτοπλανητικούς δίσκους σε σχηματισμό. Στην πραγματικότητα, μόνο μέσα στα τρία νέφη που μελετήθηκαν, πάνω από 300 από αυτά τα συστήματα μπορεί ήδη να έχουν σχηματιστεί.
«Είναι εξαιρετικό να έχουμε ανιχνεύσει πιθανούς πρωτοπλανητικούς δίσκους σε μια περιοχή τόσο διαφορετική από τη δική μας ηλιακή γειτονιά. Μας δίνει την ευκαιρία να μελετήσουμε πώς σχηματίζονται οι πλανήτες σε συνθήκες που μέχρι τώρα μπορούσαμε μόνο να προσομοιώσουμε», δήλωσε ο καθηγητής Peter Schilke από το Πανεπιστήμιο της Κολωνίας.
Το επόμενο βήμα θα είναι η πραγματοποίηση πολυζωνικών παρατηρήσεων για τον ακριβή προσδιορισμό των φυσικών χαρακτηριστικών αυτών των αντικειμένων και την επιβεβαίωση της φύσης τους. «Αυτό θα ξαναγράψει τα μοντέλα σχηματισμού άστρων και πλανητών», κατέληξε ο Lu.
Πηγές
Πανεπιστήμιο της Κολωνίας
Fengwei Xu, Xing Lu, κ.ά. , Ενοποιημένη Διπλής Ζώνης Εξερεύνηση Τριών Νεφών CMZ (DUET) , Αστρονομία & Αστροφυσική, Τόμος 697, Μάιος 2025. doi.org/10.1051/0004-6361/202453601
