Was ist eine Wasserschneegrenze? Protostellar-Ausbruch enthüllt wertvolle Hinweise

Die Darstellung eines Künstlers einer Wasserschneegrenze, die einen jungen Planeten umgibt.

Möglicherweise kennen Sie bereits die Schnee- und Baumlinien, die auf der Erde als Indikatoren für Höhen- und Klimamuster existieren, aber wussten Sie, dass dieses Merkmal auch in großem Maßstab bei der Bildung junger Sternensysteme beobachtet werden kann?

Auf einer kosmischen Ebene ist die Wasserschneegrenze der Punkt entlang der Protoplanetenscheibe eines Sterns, an dem die Temperatur und der Druck niedrig genug sind, damit sich Wasser von Gas in Eis verwandelt. (Die flüssige Phase wird aufgrund des fehlenden Drucks übersprungen.)

Dieser Marker, der auch als Frostlinie bezeichnet wird, befindet sich normalerweise zu nahe an einem jungen Stern, als dass Astronomen ihn untersuchen könnten. Doch Wissenschaftler der Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array (ALMA) in Chile wurden vor kurzem einen beispiellosen Blick auf das Phänomen nach V883 Orionis, einen jungen Stern befindet sich 1.350 Lichtjahre entfernt gegeben, erlebt eine erstaunliche sowohl Leuchtkraft und Temperatur aufflammen.

Ein Blick auf die Schneegrenze vor und nach dem heftigen Ausbruch des V883.

Laut Aussage der National Radio Astronomy Observatory, "Die Wärme eines jungen sonnenähnlichen Sterns verhindert, dass Wassermoleküle in einem Radius von etwa drei astronomischen Einheiten, etwa 450 Millionen Kilometer vom Stern entfernt, gefrieren. (Eine astronomische Einheit — AU — ist die durchschnittliche Entfernung von der Erde zur Sonne.) Jenseits dieses Punktes, der als Schneegrenze bezeichnet wird, kondensiert Wasser und bildet auf Staubkörnern und anderen Partikeln eine Eisschicht."

Infolge des starken Aufflackerns des V883 wurde die Schneegrenze des Sterns um satte 40 AE nach außen gedrückt. Das ist eine Zunahme von 6 Milliarden Kilometern — das entspricht ungefähr der Entfernung, in der Pluto die Sonne umkreist.

In der folgenden Abbildung können Sie die Schneegrenze des Sterns mit den Umlaufbahnen von Neptun und Pluto vergleichen:

Sichtbare Schneegrenze um V883.

Dank des plötzlichen Aufflackerns, das den Vorhang auf den Schneegrenzen zurückzog, haben die Wissenschaftler nicht nur ein besseres Verständnis für V883 gewonnen, sondern auch für die Ursprünge unseres eigenen Sonnensystems.

Die Position der Schneegrenze spielt eine wichtige Rolle bei der Bestimmung, welche Arten von Planeten sich letztendlich entlang der Protoplanetenebene bilden. Im Allgemeinen ist der wärmere Innenring für die Erzeugung kleinerer, felsigerer Planeten wie der Erde verantwortlich, während sich alle Planeten, die sich hinter der Schneegrenze bilden, zu Gasriesen wie dem Jupiter entwickeln.

"Die Verteilung des Wassereises um einen jungen Stern ist für die Planetenbildung und sogar für die Entwicklung des Lebens auf der Erde von grundlegender Bedeutung," sagte Zhaohuan Zhu, ein Astronom, der als Co-Autor der Studie diente. "Die Beobachtung von ALMA wirft ein wichtiges Licht darauf, wie und wo dies bei protoplanetaren Scheiben geschieht, wenn sich noch junge Planeten bilden. Wir haben jetzt direkte Beweise dafür, dass es um andere Sterne eine frostige Region gibt, die der Planetenbildung förderlich ist."

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