Egy nemzetközi kutatócsoport, az ALMA antennarendszert használva, minden eddiginél részletesebb képet készített 24 törmelékkorongról.

A HUN-REN CSFK Konkoly Thege Miklós Csillagászati Intézet munkatársai (Ábrahám Péter, Kóspál Ágnes és Moór Attila) közreműködésével a nemzetközi kutatócsoport és a felvétel segíthet jobban megérteni a bolygórendszerek fejlődésének zűrzavaros kamaszkorát. Azaz bepillantást kaptunk a fiatal bolygórendszerek életébe az ARKS (The ALMA survey to Resolve exoKuiper belt Substructures) tudományos program csapatának segítségével. A körülbelül 60 tudósból álló nemzetközi csapat munkáját az Exeteri Egyetem, a Trinity College Dublin és a Wesleyan Egyetem vezeti.

A bolygórendszerek kialakulása és korai fejlődése a fiatal csillagok körüli, gázban gazdag, úgynevezett bolygóképző korongokban történik. A korongok eltűnésével azonban a bolygórendszer fejlődése még nem zárul le. A kialakult bolygótestek ütközhetnek egymással, elvándorolhatnak eredeti keletkezési helyükről vagy akár el is hagyhatják rendszerüket, mielőtt kialakul egy stabilabb konfiguráció.

A Naprendszer korai korszakában lejátszódó, hasonló eseményekre leginkább a külső törmelékgyűrű, a Kuiper-öv szerkezetének tanulmányozása révén nyerhetünk betekintést.

A Kuiper-övhöz hasonló, bár annál jóval nagyobb tömegű törmelékgyűrűk más csillagok körül is ismertek. De a Naprendszer esetében leginkább csak a törmelék legnagyobb alkotóelemeit az úgynevezett Kuiper-objektumokat (Pluto, Makemake, Haumea) ismerjük, addig az exoKuiper-övekben a számunkra nem észlelhető nagyobb testek (bolygócsírák) ütközései nyomán létrejött porszemcsék hősugárzása figyelhető meg. Ez utat nyit a törmelékkorong szerkezetének, ezáltal akár az adott bolygórendszer történetének vizsgálatához.

Az elmúlt évtized során az ALMA antennarendszernek köszönhetően számos bolygóképző korongról készült rendkívül pontos térkép. Ez megmutatja azok por- és gázanyagának térbeli eloszlását és feltárja a bolygók csecsemőkori környezetét. Ugyanakkor a fiatal bolygórendszerek élete, azaz a tinédzserkorszak és ezek történéseiről tanúskodó törmelékkorongok hasonló részletességű vizsgálatára százszor-ezerszer kisebb fényességük miatt eddig nem került sor.

Ha valaki nem tudná, az Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), egy nemzetközi csillagászati létesítmény, az Európai Déli Obszervatórium (ESO), az Egyesült Államok Nemzeti Tudományos Alapítványa (NSF) és a Japán Nemzeti Természettudományi Intézetek (NINS) partnerségében, a Chilei Köztársasággal együttműködve. Az új, lenyűgöző képek komplex korongszerkezeteket mutatnak, többszörös gyűrűkkel, széles övekkel, éles peremekkel, meglepő ívekkel, csomókkal.

Az ARKS program legfontosabb eredményei és újdonságai

Az ARKS program a törmelékkorongok eddigi legnagyobb és legjobb térbeli felbontású felmérését nyújtja, amely számos rendszerben gyűrűket, réseket, aszimmetriákat és függőlegesen kiterjedt régiókat tárt fel. Az eredmények arra utalnak, hogy ezek a korongok rendkívül sokféle fejlődési állapotot képviselnek. Szerkezetüket a bolygókeletkezés öröksége, a már kialakult bolygók hatása, valamint a por és gáz kölcsönhatásai egyaránt alakíthatják. A megfigyelések és a feldolgozott adatok teljes egészében nyilvánosak és elérhetőek. Ez lehetőséget teremt további kutatásokra.

Az ARKS eredményei azt mutatják, hogy a fiatal bolygórendszerek és azok tinédzserkora egy átmeneti és zűrzavaros fejlődési korszak. Egy olyan időszak, amikor a bolygók pályái összekeveredhetnek. Vagy olyan hatalmas ütközések alakítják a fiatal naprendszereket, mint, ami a Föld Holdját létrehozta. 24 különböző korú és típusú csillag körüli törmelékkorong vizsgálata segített megfejteni, hogy a kaotikus jellemzők öröklődnek-e, a bolygók alakítják őket. Vagy esetleg más folyamatok eredményei. A kérdésekre adott válaszokból kiderülhet, hogy a Naprendszerünk története egyedülálló volt-e, vagy inkább tipikusnak tekinthető.

Az eredmények igazi kincsesbányát jelentenek azoknak a csillagászoknak, akik fiatal bolygókat keresnek, meg akarják érteni, hogy a bolygócsaládok, mint amilyen a miénk is, hogyan épülnek fel és rendeződnek át. Moór Attila, a HUN-REN Csillagászati Intézetének tudományos főmunkatársa szerint a projekt új perspektívát nyújt a Kuiper-öv dinamikájának, a kisebb és nagyobb bolygók növekedésének, és a bolygórendszerek lehetséges késői átrendeződésének értelmezéséhez.