Od dawna wiadomo, że komety pochodzące z zimnych zakątków Układu Słonecznego zawierają kryształy krzemianu, które powstają w niezwykle wysokich temperaturach. Europejscy astronomowie opracowali nową teorię, która wyjaśnia, w jaki sposób mogły utworzyć się takie kryształy.

Badania zostały przeprowadzone na podstawie obserwacji młodej gwiazdy EX Lupi przez Kosmiczny Teleskop Spitzera. Gwiazda ta jest podobna do rodzącego się 4,5 mld lat temu Słońca. Otacza ją szeroki dysk gazów i pyłów. Co kilka lat EX Lupi przechodzi rozbłyski o różnej intensywności, które są prawdopodobnie rezultatem gromadzenia się masy w dysku okrążającym gwiazdę.

W 2005 r. astronomowie po raz pierwszy badali EX Lupi. Zaobserwowano wtedy otaczające ją amorficzne krzemiany. W kwietniu 2008 r. ponowiono obserwacje tej gwiazdy. Nieco wcześniej, w styczniu tego samego roku, przeszła ona gwałtowny rozbłysk. Wyniki nowych badań zostały opublikowane 14 maja 2009 r. w magazynie “Nature”. Okazało się, że w dysku otaczającym gwiazdę powstały kryształy krzemianu. Tworzą one minerał zwany forsterytem, często występujący w kometach i dyskach protoplanetarnych. Attila Juhasz, jeden z członków grupy badającej EX Lupi, twierdzi, że po raz pierwszy astronomom udało się zaobserwować kryształy w czasie, kiedy się właśnie tworzyły.

Wykres przedstawia zmianę widma gwiazdy EX Lupi między 2005, a 2008 r. Zmiana ta jest spowodowana krystlizacją krzemianów.

Grupa naukowców doszła do wniosku, że kryształy powstały podczas rozbłysku gwiazdy w procesie wyżarzania drobin pyłu w wierzchnich warstwach dysku. Wyżarzanie to proces, w którym materiał jest ogrzewany do pewnej temperatury, w której część z jego wiązań pęka, a następnie tworzy się na nowo, w wyniku czego powstaje materiał o innych właściwościach. Jest to także jeden ze sposobów krystalizacji pyłu krzemianowego. Do uformowania się kryształów potrzebna była temperatura między 1000, a 1500 Kelwinów. W niższej nie zaszedł by proces wyżarzania, w wyższej krzemiany by wyparowały.

Jest to zupełnie nowa teoria krystalizacji krzemianów w dyskach otaczających młode gwiazdy. Wcześniej rozważano dwa scenariusze tego procesu. W jednym z nich, długotrwałe oddziaływanie cieplne gwiazdy może przekształcić w kryształy pył wewnątrz dysku. W drugim, fala uderzeniowa wywołana przez duże ciało w dysku może ogrzać pył do bardzo wysokiej temperatury, w której zachodzi krystalizacja. Obserwacje gwiazdy EX Lupi nie pasowały jednak do żadnego z tych scenariuszy, wobec tego powstał trzeci, nie rozważany do tej pory.

Podobne procesy do tych zaobserwowanych mogły mieć miejsce 4,5 mld lat temu, kiedy tworzył się nasz Układ Słoneczny. Kryształy forsterytu występujące często w kometach i meteorytach, mogły zatem powstać w wyniku częstych rozbłysków młodego Słońca.

Autor

Anna Kapuścińska