נוצרים בענן פרוט -פלנטרי, כוכבי לכת עתידיים מנקים בהם פערים עצומים, אך טבעות כאלה סביב כוכב צעיר יכולות להתעורר ללא השתתפות של כוכבי לכת כלל.
ענן של גז מולקולרי יכול להתמוטט, להוליד פרוטוסטאר צעיר המוקף בדיסק מסתובב של גז ואבק - ערש כוכבי הלכת העתידיים. כשהם מופיעים, הם מפנים מקום בדרכם, אוספים וצוברים חומר, ובדיסק הפרוטופלנטרי ניתן להבחין בהם כפסים רחבים נדירים - פערים. תהליך זה מתפתח די מהר, והדמיות מראות כי ענקיות גז כמו צדק נוצרות תוך 10 מיליון שנה בלבד.
עם זאת, למומחים רבים יש ספק לגבי הדיוק של מודל כזה. כך מדווח מאמר חדש של מדענים ממכון מקס פלאנק לאסטרונומיה, שפורסם בספריית ההדפסה המקוונת ArXiv.org.
ואכן, עד כה הדוגמה היחידה לכוכב עם דיסק פרוט -פלנטרי, שבפערים שלהם ניתן להבחין בכוכבי לכת צעירים, נשארת מערכת PDS 70, שנצפתה בשנת 2018. יחד עם זאת, פערים ללא סימנים של כוכבי לכת עתידיים נמצאים הרבה יותר לעתים קרובות - בדיסקים פרוט -פלנטרים בגילאים שונים מאוד, מ -500 אלף עד 10 מיליון שנים. כל זה גורם לפקפק בכך שפערים כאלה קשורים בהכרח לצמיחת כוכבי הלכת.
PDS 70b בלומן של דיסק אבק גז - התצפית הנדירה ביותר של כוכב לכת שזה עתה נולד / © Muller et al., 2018
כותבי המאמר החדש סימלו את הדינמיקה של דיסקים פרוט -פלנטרים ואת צמיחת כוכבי הלכת בהם. הם השוו את התוצאות שהתקבלו עם הנתונים האמיתיים של תצפיות עבר של 20 אובייקטים כאלה, שבוצעו באמצעות טלסקופ ALMA. צירוף המקרים לא עבד: לדוגמא, מודלים קיימים מנבאים כי האזורים החיצוניים של הדיסק חייבים להיות בעלי מסה של לפחות 2,000 מסות כדור הארץ על מנת שהיווצרות כוכבי לכת תתחיל כאן, המסוגלת לנקות את מסלול האבק שלהם. עם זאת, כמות כזו נדירה מאוד בקרב כוכבים צעירים.
בנוסף, חישובים ניבאו כי כוכבי לכת שכאלה צריכים לצמוח לענקי גז במסלולים רחוקים מאוד, הממוקמים רחוק יותר מכוכבים מאשר אורנוס - מהשמש. הם צריכים להיות קלים יחסית לתצפית בעזרת מכשירים מודרניים. עם זאת, מתוך יותר מ -4,000 כוכבי כוכב לכת ידועים כבר, כמעט ואין אובייקטים כאלה.
כל זה מאלץ את כותבי היצירה להעלות שוב את השאלה כיצד הפערים של דיסקים פרוט -פלנטרים בעצם קשורים להיווצרות כוכבי לכת. אולי, בחומר אבק הגז שלהם, עדיין מתפתחים תהליכים פיזיים לא ברורים, מה שמוביל להופעת פערים. לדוגמה, הם יכולים להתעורר כתוצאה מעיבוי של חומרים בעלי מסה וצפיפות שונים, המתרחשים במרחקים שונים מהכוכב.
עם זאת, ייתכן כי הבעיה אינה במודל, אלא בהיעדר נתוני תצפית. עד כה, טלסקופים בחנו לא הרבה דיסקים פרוט -פלנטריים, ורובם בולטים בגודלם ובבהירותם. אולי בעתיד, תצפיות על המוני מערכות צעירות אחרות יאשרו שהחישובים נכונים, והפערים שלהם, ככלל, קשורים לכוכבי לכת חדשים.