Opublikowano największą kolekcję komet pozasłonecznych

Międzynarodowy zespół astronomów dokonał przełomowego odkrycia, publikując 74 obrazy różnych układów gwiezdnych z pasami kometarnymi, uzyskane za pomocą radioteleskopów Submillimeter Array (SMA) i Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Po raz pierwszy udało się uzyskać tak obszerną dokumentację pasów egzokometarnych wokół pobliskich gwiazd, co znacząco poszerza naszą wiedzę o formowaniu się układów planetarnych.

Badanie, którego wyniki opublikowano w czasopiśmie "Astronomy & Astrophysics", objęło gwiazdy znajdujące się w sąsiedztwie naszego Układu Słonecznego, w odległości do 500 lat świetlnych od Ziemi. Obserwowane gwiazdy reprezentują różne etapy ewolucji – od bardzo młodych po te w średnim wieku, zbliżone wiekiem do naszego Słońca. Celem badania było zidentyfikowanie i zrozumienie struktur podobnych do Pasa Kuipera w innych układach gwiezdnych.

Nasz Układ Słoneczny zawiera Pas Kuipera, rozciągający się od 30 do 50 jednostek astronomicznych od Słońca, w którym znajdują się liczne lodowe ciała, w tym komety. Jedna z hipotez sugeruje, że to właśnie obiekty z Pasa Kuipera mogły dostarczyć wodę do wewnętrznych obszarów Układu Słonecznego, w tym na Ziemię, poprzez kolizje i migracje komet w kierunku Słońca. Zrozumienie podobnych struktur w innych układach może dostarczyć cennych informacji na temat procesów formowania się planet i dostarczania wody na planety skaliste.

W ramach projektu REASONS (REsolved ALMA and SMA Observations of Nearby Stars) naukowcy zidentyfikowali pasy egzokometarne wokół 74 gwiazd. Obserwacje te ujawniły, że pasy te znajdują się w bardzo zimnych regionach, gdzie temperatura waha się od minus 150 do minus 250 stopni Celsjusza. 

W takich warunkach większość związków chemicznych, w tym woda, zamarza, tworząc lodowe otoczki wokół egzokomet. Dzięki teleskopom ALMA i SMA naukowcy byli w stanie zidentyfikować milimetrowej wielkości drobiny pyłu w tych pasach, co pozwoliło na szczegółowe zbadanie ich struktury i ewolucji.

"Egzokomety to głazy skalne i lodowe o średnicy co najmniej kilometra, które zderzają się ze sobą w tych pasach, tworząc drobiny pyłu, które obserwujemy za pomocą sieci teleskopów ALMA i SMA" – wyjaśnia Luca Matrà, adiunkt w Trinity College w Dublinie i główny autor badania. "Pasy egzokometarne występują w co najmniej 20% układów planetarnych, w tym w naszym własnym Układzie Słonecznym".

Analiza uzyskanych obrazów ujawniła niezwykłą różnorodność w strukturze pasów egzokometarnych. Niektóre z nich mają formę wąskich pierścieni, podobnych do Pasa Kuipera w naszym Układzie Słonecznym, podczas gdy inne są szerokimi dyskami. Co więcej, niektóre układy posiadają wiele pierścieni lub dysków, a niektóre z nich są ekscentryczne, co oznacza, że mają owalne orbity zamiast kolistych. Takie cechy sugerują obecność niewykrytych jeszcze planet lub księżyców, których grawitacja wpływa na rozmieszczenie materii w tych pasach.

Badanie wykazało również, że liczba drobin pyłu zmniejsza się w starszych układach planetarnych, co sugeruje, że pasy egzokometarne wyczerpują się z powodu zderzeń większych obiektów. Co ciekawe, ten spadek liczby drobin jest szybszy w pasach znajdujących się bliżej gwiazdy centralnej. Ponadto, analiza wskazuje na obecność nieobserwowalnych obiektów o rozmiarach od 140 km do wielkości Księżyca w tych pasach, które mogą odgrywać kluczową rolę w dynamice układu.

Odkrycia te mają istotne znaczenie dla naszego zrozumienia procesów formowania się układów planetarnych. Egzokomety mogą odgrywać kluczową rolę w dostarczaniu wody i innych lotnych związków do planet skalistych, co ma bezpośrednie implikacje dla poszukiwań życia poza Ziemią. Ponadto, obecność szerokich pasów egzokometarnych sugeruje, że procesy dynamiczne, takie jak migracja planet, mogą być powszechne w galaktyce.