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Une série de nouvelles images révèle que les planètes se forment dans les soupes biologiques : et qu'il n'y a pas deux soupes identiques :


Les astronomes ont cartographié les produits chimiques à l’intérieur des pépinières planétaires avec des détails extraordinaires. Les cartes récemment dévoilées révèlent les emplacements de dizaines de molécules dans cinq disques protoplanétaires – des régions de poussière et de gaz où les planètes se forment autour de jeunes étoiles.

Harvard & Smithsonian (CfA) qui a dirigé le projet de cartographie. “C’est vraiment excitant les produits chimiques dans chaque disque affecteront finalement le form de planètes qui se forment – et détermineront si les planètes peuvent ou non héberger la vie.”

Une série de 20 articles or blog posts détaillant le projet, nommé de manière appropriée Molecules with ALMA at World-forming Scales, ou MAPS, a été publiée aujourd’hui dans le référentiel en libre accès arXiv.

Les planètes se forment dans différentes soupes

Les nouvelles cartes des disques révèlent que les produits chimiques dans les disques protoplanétaires ne sont pas situés uniformément dans chaque disque au lieu de cela, chaque disque est une soupe de development de planète différente, un sac mélangé de molécules ou d’ingrédients planétaires. Les résultats suggèrent que la development des planètes se produit dans divers environnements chimiques et qu’à mesure qu’elles se forment, chaque planète peut être exposée à des molécules très différentes selon son emplacement dans un disque.

“Nos cartes révèlent que l’endroit où se forme une planète sur un disque est très important”, déclare berg, l’auteur principal de MAPS I (https://arxiv.org/ab muscles/2109.06268), le leading article de la série. “Beaucoup de produits chimiques dans les disques sont organiques, et la distribution de ces produits organiques varie considérablement au sein d’un disque particulier. Deux planètes peuvent se former autour de la même étoile et avoir des inventaires organiques très différents, et donc des prédispositions à la vie.”

L’étudiant diplômé du CfA, Charles Regulation, a dirigé MAPS III (https://arxiv.org/abs/2109.06210), l’étude qui a cartographié les emplacements spécifiques de 18 molécules – y compris le cyanure d’hydrogène et d’autres nitriles liés aux origines de la vie – dans chacun des cinq disques./submillimeter Array (ALMA) en 2018 et 2019. La grande quantité de données collectées a nécessité un disque dur de 100 téraoctets et a pris deux ans pour analyser et décomposer en cartes distinctes de chaque molécule.

Les cartes finales de chaque disque ont surpris Regulation et ont montré que « comprendre la chimie se produisant même dans un seul disque est beaucoup moreover compliqué que nous ne le pensions ».

“Chaque disque individuel apparaît très différent du suivant, avec son propre ensemble distinctif de sous-constructions chimiques”, explique Law. “Les planètes qui se forment dans ces disques vont connaître des environnements chimiques très différents.”

Pêche aux nouveau-nés planétaires

Le projet MAPS a permis aux astronomes d’étudier plus que l’environnement chimique des disques.

“Notre équipe a utilisé ces cartes pour montrer où se trouvent certaines des planètes en development dans les disques, permettant aux scientifiques de connecter les soupes chimiques observées avec les futures compositions de planètes spécifiques”, explique berg.

L’effort a été dirigé par Richard Teague, un membre du groupe Submillimeter Array au CfA, qui a utilisé les données et les images collectées par MAPS pour chasser les planètes nouveau-nées.

Les astronomes sont convaincus que les planètes se forment dans les disques protoplanétaires, mais il y a un hic : ils ne peuvent pas les voir directement. Le gaz et la poussière denses, qui dureront environ trois thousands and thousands d’années, protègent de la vue les jeunes planètes en développement.

“C’est comme essayer de voir un poisson sous l’eau”, dit Teague. “Nous savons qu’ils sont là, mais nous ne pouvons pas regarder aussi loin. Nous devons rechercher des signes subtils à la surface area de l’eau, comme des ondulations et des vagues.”

Dans les disques protoplanétaires, le gaz et la poussière tournent naturellement autour d’une étoile centrale. La vitesse de la matière en mouvement, que les astronomes peuvent mesurer, devrait rester constante dans tout le disque. Mais si une planète se cache sous la floor, Teague pense que cela peut légèrement perturber le gaz qui l’entoure, provoquant une petite déviation de vitesse ou le gaz en spirale se déplaçant de manière inattendue.

En utilisant cette tactique, Teague a analysé les vitesses de gaz dans deux des cinq disques protoplanétaires – autour des jeunes étoiles High definition 163296 et MWC 480. De petits hoquets de vitesse dans certaines events des disques ont révélé une jeune planète semblable à Jupiter intégrée dans chacun des disques. Les observations sont détaillées dans MAPS XVIII (https://arxiv.org/stomach muscles/2109.06218).

Au fur et à mesure que les planètes grandissent, elles finiront par « creuser des lacunes dans la construction des disques » afin que nous puissions les voir, dit Teague, mais le processus prendra des milliers d’années.

Teague espère confirmer les découvertes additionally tôt qu’avec le futur télescope spatial James Webb. “Il devrait avoir la sensibilité pour localiser les planètes”, dit-il.

Regulation espère également confirmer les résultats en étudiant davantage de disques protoplanétaires à l’avenir.

Legislation dit: “Si nous voulons voir si la diversité chimique observée dans MAPS est typique, nous allons devoir augmenter la taille de notre échantillon et cartographier moreover de disques de la même manière.”

À propos d’ALMA

L’Atacama Significant Millimeter/submillimeter Array (ALMA), une installation internationale d’astronomie, est un partenariat de l’Organisation européenne pour la recherche astronomique dans l’hémisphère sud (ESO), la Nationwide Science Foundation (NSF) des États-Unis et les Countrywide Institutes of Pure Sciences ( NINS) du Japon en coopération avec la République du Chili. ALMA est financé par l’ESO au nom de ses États membres, par la NSF en coopération avec le Conseil national de recherches du Canada (NRC) et le ministère de la Science et de la Technologie (MOST) et par le NINS en coopération avec l’Academia Sinica (AS) à Taïwan. et l’Institut coréen d’astronomie et des sciences spatiales (KASI).

La construction et l’exploitation d’ALMA sont dirigées par l’ESO au nom de ses États membres  par le Countrywide Radio Astronomy Observatory (NRAO), géré par Linked Universities, Inc. (AUI), au nom de l’Amérique du Nord et par l’Observatoire astronomique countrywide du Japon (NAOJ) au nom de l’Asie de l’Est. L’Observatoire conjoint ALMA (JAO) assure la course et la gestion unifiées de la development, de la mise en service et de l’exploitation d’ALMA.

Harvard et Smithsonian

Harvard & Smithsonian est une collaboration entre Harvard et le Smithsonian conçue pour poser – et finalement répondre – aux as well as grandes questions non résolues de l’humanité sur la character de l’univers. Le Heart for Astrophysics a son siège à Cambridge, MA, avec des installations de recherche à travers les États-Unis et dans le monde.