Fale uderzeniowe tworzą składniki planet

Teleskop Spitzera wykrył kryształów kwarcu, tworzące planety.

Kosmiczny Teleskop Spitzera wykrył niewielkie minerały podobne do kryształów kwarcu. Znajdują się one w młodych systemach planetarnych. Za ich powstawanie odpowiedzialne mogą być wielkie fale uderzeniowe.

Spitzer dokonał swojego odkrycia w pobliżu młodych gwiazd, które mogą dać początek planetom. Powstawanie planet jest ściśle związane z formowaniem się gwiazd z międzygwiazdowych obłoków gazowo-pyłowych. Gdy obłok materii międzygwiezdnej zapada się, tworzy protogwiazdę. Drobiny kosmicznego pyłu okrążają ją, a w odpowiednich warunkach łączą się forując dysk akrecyjny – tak zwany dysk protoplanetarny. Z czasem, w rezultacie wielu procesów fizycznych, dochodzi do kondensacji istniejących krystalicznych składników pyłu i akumulacji nowych elementów. Właśnie w ten sposób obok rozwijającej się gwiazdy rodzą się planety. Cały proces zachodzi w pierwszych milionach lat życia gwiazdy.

Za dwa z wielu składników planet uznawane są krystobalit i trydymit. Na Ziemi są one zwykle spotykane jako drobiny kryształów w lawie wulkanicznej. Oba minerały to rodzaje krzemianów, są pochodnymi kwarcu. Kryształy te znajdują się również w kometach oraz w meteorytach spadających na powierzchnię naszej planety.

Tym co najbardziej zadziwia naukowców, są warunki powstawania kwarcopochodnych kryształów krystobalitu i trydymitu. By mogły się uformować, konieczna jest gwałtowna i bardzo wysoka temperatura. Astronomowie przypuszczają, że źródłem takiej temperatury są fale uderzeniowe poruszające się przez dyski protoplanetarne. Za same fale uderzeniowe odpowiedzialne są wybuchy supernowych oraz zderzenia gwiazd i planet.

Podstawą odkrycia były dane jakie teleskop Spitzera zebrał z pięciu dysków akrecyjnych młodych gwiazd, oddalonych od nas o 400 lat świetlnych. Analiza informacji potwierdziła obecność krzemionki - ditlenku krzemu. W wyniku stopienia i krystalizacji powstają z niej duże, sześciokątne kryształy kwarcu. Gdy je się podgrzeje do jeszcze wyższej temperatury, mogą tworzyć niewielkie kryształy krystobalitu i trydymitu. Temperatura pozwalająca na takie przekształcenie wynosi blisko 1000°C. Niestety dyski protoplanetarnie takiej temperatury nie osiągają – w najgorętszych miejscach mają jedynie 700°C. Dlatego też badacze podejrzewają, że źródłem gwałtownych zmian temperatury są fale uderzeniowe.

- Obserwując inne układy gwiezdne i planetarne nieustannie uczymy się, co mogło wydarzyć się na samym początku istnienia planet Układu Słonecznego, 4,6 miliarda lat temu – mówi odpowiedzialny za aktualne badania William Forrest z University of Rochester w Nowym Jorku. - Spitzer podpowiedział nam, w jaki sposób powstają budulcowe materiały planet – dodaje naukowiec.



Przemysław Goławski