.Webb finds planet-forming disks lived longer in early universe

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.Webb finds planet-forming disks lived longer in early universe

웹은 행성 형성 디스크가 초기 우주에서 더 오래 살았다는 사실을 발견했습니다.

Webb finds planet-forming disks lived longer in early universe

Bethany Downer 및 Ninja Menning, 유럽 우주국 제공 이것은 소마젤란운에 있는 거대한 성단인 NGC 346의 NASA/ESA/CSA 제임스 웹 우주 망원경 이미지입니다.

소마젤란운은 은하수에서 가장 가까운 이웃 중 하나인 왜소 은하입니다. 헬륨과 수소보다 무거운 원소가 상대적으로 부족하기 때문에 NGC 346 성단은 초기 먼 우주에서 비슷한 조건을 가진 항성 환경을 연구하는 데 가까운 대리 역할을 합니다. 이미지에 겹쳐진 10개의 작은 노란색 원은 조사된 10개의 별의 위치를 나타냅니다. 출처: NASA, ESA, CSA, STScI, OC Jones(UK ATC), G. De Marchi(ESTEC), M. Meixner(USRA) NASA/ESA/CSA

제임스 웹 우주 망원경은 20년 전 NASA/ESA 허블 우주 망원경으로 발견한 논란의 여지가 있는 결과를 증명하여 난제를 해결했습니다. 2003년 허블은 우주와 거의 같은 나이의 매우 오래된 별 주위를 도는 거대한 행성의 증거를 제공했습니다. 그러한 별은 행성의 구성 요소인 더 무거운 원소를 소량만 가지고 있습니다. 이는 일부 행성 형성이 우리 우주가 매우 어렸을 때 일어났고, 그 행성은 원시 원반 내부에서 목성보다 더 크게 형성되고 커질 시간이 있었음을 의미합니다.

하지만 어떻게? 이는 수수께끼였습니다. 이 질문에 답하기 위해 연구자들은 Webb를 사용하여 초기 우주와 매우 비슷하게 무거운 원소가 대량으로 부족한 근처 은하계의 별을 연구했습니다. 그들은 그곳의 일부 별이 행성을 형성하는 디스크를 가지고 있을 뿐만 아니라, 그 디스크가 우리 은하계의 어린 별 주변에서 보이는 디스크보다 수명이 길다는 것을 발견했습니다. 이 연구는 The Astrophysical Journal 에 게재되었습니다 .

네덜란드 노르트베이크에 있는 ESA 유럽 우주 연구 기술 센터의 연구 책임자인 기도 데 마르키는 "웹을 통해 우리는 허블에서 본 것과 매우 강력한 확인을 얻었으며, 젊은 우주에서 행성 형성 과 초기 진화를 모델링하는 방법을 다시 생각해야 합니다."라고 말했습니다. 초기의 다른 환경 초기 우주 에서 별은 대부분 수소와 헬륨으로 형성되었고, 나중에 초신성 폭발을 통해 생성된 탄소와 철과 같은 더 무거운 원소는 거의 없었습니다.

"현재 모델은 무거운 원소가 너무 적기 때문에 별 주위의 디스크의 수명이 짧다고 예측합니다. 사실 너무 짧아서 행성이 커질 수 없습니다." 웹 연구의 공동 연구자이자 투싼에 있는 National Science Foundation의 NOIRLab에서 Gemini Observatory의 수석 과학자인 엘레나 사비는 말했습니다. "하지만 허블은 그 행성들을 보았는데, 모델이 정확하지 않고 디스크가 더 오래 살 수 있다면 어떨까요?"

웹은 행성 형성 디스크가 초기 우주에서 더 오래 살았다는 사실을 발견했습니다.

이 그래프는 왼쪽 하단 노란색에 이 연구의 10개 대상 별 중 하나의 스펙트럼(바로 배경 환경에서 나오는 빛 포함)을 보여줍니다. 뜨거운 원자 헬륨, 차가운 분자 수소, 뜨거운 원자 수소의 스펙트럼 지문이 강조되어 있습니다. 왼쪽 상단 자홍색에는 별에서 약간 벗어난 스펙트럼이 있는데, 배경 환경에서 나오는 빛만 포함되어 있습니다. 이 두 번째 스펙트럼에는 차가운 분자 수소의 스펙트럼 선이 없습니다. 출처: NASA, ESA, CSA, J. Olmsted(STScI)

과학자들은 이 아이디어를 시험하기 위해 웹을 소마젤란운, 은하수의 가장 가까운 이웃 중 하나인 왜소 은하에서 훈련시켰습니다. 특히, 그들은 상대적으로 무거운 원소가 부족한 거대한 별 형성 성단 NGC 346을 조사했습니다. 이 성단은 초기 먼 우주에서 비슷한 조건을 가진 별 환경을 연구하기 위한 근처 프록시 역할을 했습니다. 2000년대 중반에 NGC 346에 대한 허블 관측 결과, 약 2천만~3천만 년 된 별이 많이 발견되었고, 여전히 주변에 행성 형성 디스크가 있는 것으로 보였습니다. 이는 이러한 디스크가 2백만~3백만 년 후에 사라질 것이라는 기존의 믿음에 어긋났습니다. "허블의 발견은 논란의 여지가 있었습니다. 우리 은하의 경험적 증거뿐만 아니라 현재 모델에도 어긋납니다."라고 De Marchi는 말했습니다.

"흥미진진했지만, 그 별들의 스펙트럼을 얻을 방법이 없어서 우리가 진짜 강착과 원반의 존재를 목격했는지, 아니면 그저 인공적인 효과인지 확실히 알 수 없었습니다." 이제 웹의 감도와 분해능 덕분에 과학자들은 근처 은하계에서 형성되고 있는 태양과 유사한 별과 그 주변 환경에 대한 최초의 스펙트럼을 확보하게 되었습니다. "우리는 이 별들이 실제로 원반에 둘러싸여 있고, 비교적 오래된 2천만 년 또는 3천만 년의 나이에도 여전히 물질을 삼키는 과정에 있다는 것을 봅니다."라고 De Marchi는 말했습니다. "이것은 또한 행성이 우리 은하의 근처 별 형성 지역보다 이 별 주변에서 형성되고 성장할 시간이 더 많다는 것을 의미합니다."

웹은 행성 형성 디스크가 초기 우주에서 더 오래 살았다는 사실을 발견했습니다.

이 나란히 비교는 거대한 성단 NGC 346의 허블 이미지(왼쪽)와 같은 성단의 웹 이미지(오른쪽)를 보여줍니다. 허블 이미지는 성운이 더 많이 보이는 반면, 웹 이미지는 이러한 구름을 뚫고 성단의 구조를 더 많이 보여줍니다. NGC 346은 헬륨과 수소보다 무거운 원소가 상대적으로 부족하여 초기 먼 우주의 별 환경을 대신할 수 있는 좋은 지표가 됩니다. 출처: NASA, ESA, CSA, STScI, OC Jones(UK ATC), G. De Marchi(ESTEC), M. Meixner(USRA), A. Nota(ESA)

새로운 사고방식 이 발견은 디스크 주변 가스에 무거운 원소가 거의 없을 때 별이 디스크를 매우 빠르게 날려버릴 것이라는 이전의 이론적 예측을 반박합니다. 따라서 디스크의 수명은 매우 짧을 것이고, 백만 년보다 짧을 것입니다. 하지만 디스크가 먼지 입자가 서로 달라붙고 자갈이 형성되어 행성의 핵이 될 만큼 오랫동안 별 주변에 머물지 않는다면, 어떻게 행성이 형성될 수 있을까요? 연구자들은 무거운 원소가 부족한 환경에서도 행성 형성 원반이 지속될 수 있는 데에는 두 가지의 뚜렷한 메커니즘, 또는 두 가지의 결합이 있을 수 있다고 설명했습니다.

첫째, 디스크를 날려버리기 위해 별은 복사 압력을 가합니다. 이 압력이 효과적이려면 수소와 헬륨보다 무거운 원소가 가스에 있어야 합니다. 하지만 거대한 성단 NGC 346은 우리 태양의 화학 조성에 존재하는 더 무거운 원소의 약 10%만 가지고 있습니다. 아마도 이 성단의 별이 디스크를 분산시키는 데 더 오랜 시간이 걸리는 것일 수도 있습니다. 두 번째 가능성은, 무거운 원소가 거의 없을 때 태양과 같은 별이 형성되려면 더 큰 가스 구름에서 시작해야 한다는 것입니다. 더 큰 가스 구름은 더 큰 디스크를 생성합니다. 따라서 디스크에 더 많은 질량이 있으므로 복사 압력이 같은 방식으로 작동하더라도 디스크를 날려버리는 데 더 오랜 시간이 걸립니다. "별 주변에 더 많은 물질이 있으면 강착이 더 오래 지속됩니다." 사비가 말했다.

"원반이 사라지는 데는 10배 더 오래 걸립니다. 이는 행성을 형성하는 방법과 이러한 다양한 환경에서 가질 수 있는 시스템 아키텍처 유형에 영향을 미칩니다. 정말 신나는 일입니다."

추가 정보: Guido De Marchi et al, 태양과 유사한 별 주위의 원시 행성 디스크는 금속성이 낮을 때 더 오래 사는 것처럼 보인다*, The Astrophysical Journal (2024). DOI: 10.3847/1538-4357/ad7a63 저널 정보: Astrophysical Journal 유럽 우주국 제공

https://phys.org/news/2024-12-webb-planet-disks-longer-early.html

메모 2412170303 소스1.요약분석중_【】

1.
웹은 행성 형성 디스크가 초기 우주에서 더 오래 살았다는 사실을 발견했다.

이것은 소마젤란운에 있는 거대한 성단인 NGC 346의 NASA/ESA/CSA 제임스 웹 우주 망원경 이미지이다. 소마젤란운은 은하수에서 가장 가까운 이웃 중 하나인 왜소 은하이다. [1]헬륨과 수소보다 무거운 원소가 상대적으로 부족하기 때문에 NGC 346 성단은 초기 먼 우주에서 비슷한 조건을 가진 항성 환경]을 연구하는 데 가까운 대리 역할]을 한다. 이미지에 겹쳐진 10개의 작은 노란색 원은 조사된 10개의 별의 위치를 나타낸다.

_[1】초기우주의 은하 msbase들은 가벼운 원소인 수소와 헬륨으로 이뤄졌다. 이는 qpeoms 아원자 질량이 아직 많아지지 않는 상태이다. 무척 많아진 137억년의 우주는 아원자 qpeoms가 단위증식으로 중성자 별들로 되어진 smolas가 가득찬 곳이 되었다. 허허.

2.
NASA/ESA/CSA 제임스 웹 우주 망원경은 20년 전 NASA/ESA 허블 우주 망원경으로 발견한 논란의 여지가 있는 결과를 증명하여 난제를 해결했다.

2003년 허블은 [2]우주와 거의 같은 나이의 매우 오래된 별 주위를 도는 거대한 행성의 증거를 제공했다. 그러한 별은 행성의 구성 요소인 더 무거운 원소를 소량]만 가지고 있다. 이는 일부 행성 형성이 우리 우주가 매우 어렸을 때 일어났고, 그 행성은 원시 원반 내부에서 목성보다 더 크게 형성되고 커질 시간이 있었음을 의미한다. 하지만 어떻게? 이는 수수께끼였다.

이 질문에 답하기 위해 연구자들은 Webb를 사용하여 초기 우주와 매우 비슷하게 무거운 원소가 대량으로 부족한 근처 은하계의 별을 연구했다. 그들은 그곳의 일부 별이 행성을 형성하는 디스크를 가지고 있을 뿐만 아니라, 그 디스크가 우리 은하계의 어린 별 주변에서 보이는 디스크보다 수명이 길다는 것을 발견했다. 이 연구는 The Astrophysical Journal 에 게재되었다 .

_[2】msbase가 은하로 보기에 아직 민망한 상태가 2를 만들어내지 못한 sms.oms.vix.ain 상태가 존재한다. 이는 아직 수소원소도 없는 쿼크은하일 수도 있지만 vix.a 모드의 별하나에 smolas 행성만 즐비한 단위 qpeoms 은하초기 상태가 우주초기에 존재할 수 있다. 어허.

2-1. 초기의 다른 환경
초기 우주 에서 별은 대부분 수소와 헬륨으로 형성되었고, 나중에 초신성 폭발을 통해 생성된 탄소와 철과 같은 더 무거운 원소는 거의 없었다. 현재 모델은 무거운 원소가 너무 적기 때문에 별 주위의 디스크의 수명이 짧다고 예측한다. 사실 너무 짧아서 행성이 커질 수 없다.

과학자들은 이 아이디어를 시험하기 위해 웹을 소마젤란운, 은하수의 가장 가까운 이웃 중 하나인 왜소 은하에서 훈련시켰다. 특히, 그들은 상대적으로 무거운 원소가 부족한 거대한 별 형성 성단 NGC 346을 조사했다. 이 성단은 초기 먼 우주에서 비슷한 조건을 가진 별 환경을 연구하기 위한 근처 프록시 역할을 했다.

이제 웹의 감도와 분해능 덕분에 과학자들은 근처 은하계에서 형성되고 있는 태양과 유사한 별과 그 주변 환경에 대한 최초의 스펙트럼을 확보하게 되었다.

3.새로운 사고방식
이 발견은 디스크 주변 가스에 무거운 원소가 거의 없을 때 별이 디스크를 매우 빠르게 날려버릴 것이라는 이전의 이론적 예측을 반박한다. 따라서 디스크의 수명은 매우 짧을 것이고, 백만 년보다 짧을 것이다. 하지만 디스크가 먼지 입자가 서로 달라붙고 자갈이 형성되어 행성의 핵이 될 만큼 오랫동안 별 주변에 머물지 않는다면, 어떻게 행성이 형성될 수 있을까?

연구자들은 무거운 원소가 부족한 환경에서도 행성 형성 원반이 지속될 수 있는 데에는 두 가지의 뚜렷한 메커니즘, 또는 두 가지의 결합이 있을 수 있다고 설명했다.

첫째, 디스크를 날려버리기 위해 별은 복사 압력을 가한다. 이 압력이 효과적이려면 수소와 헬륨보다 무거운 원소가 가스에 있어야 한다. 하지만 거대한 성단 NGC 346은 우리 태양의 화학 조성에 존재하는 더 무거운 원소의 약 10%만 가지고 있다. 아마도 이 성단의 별이 디스크를 분산시키는 데 더 오랜 시간이 걸리는 것일 수도 있다.

두 번째 가능성은, [3]무거운 원소가 거의 없을 때 태양과 같은 별이 형성되려면 더 큰 가스 구름]에서 시작해야 한다는 것이다. 더 큰 가스 구름은 더 큰 디스크를 생성한다. 따라서 디스크에 더 많은 질량이 있으므로 복사 압력이 같은 방식으로 작동하더라도 디스크를 날려버리는 데 더 오랜 시간이 걸린다.

별 주변에 더 많은 물질이 있으면 강착이 더 오래 지속된다. 원반이 사라지는 데는 10배 더 오래 걸린다. 이는 행성을 형성하는 방법과 이러한 다양한 환경에서 가질 수 있는 시스템 아키텍처 유형에 영향을 미친다.

_[3】무거운 원소가 없는 msbase는 아직 은하로 보기 어려운 qpeoms의 sms.oms.vix.ain.omsful 상태의 보기1.이다.이는 마치 가스입자들이 가득찬 곳으로 vix 별이 디스크를 바뀌려면 더 긴 시간이 필요하여 행성이 많아질 수 밖에 없는 상황을 연출한다고 보여진다. 어허.

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Note 2412170303 Source 1. Summary Analysis_【】

1.
Webb found that planet-forming disks lived longer in the early universe.

This is a NASA/ESA/CSA James Webb Space Telescope image of NGC 346, a massive cluster in the Small Magellanic Cloud. The Small Magellanic Cloud is a dwarf galaxy and one of the Milky Way's closest neighbors. [1] Because of its relative lack of elements heavier than helium and hydrogen, the NGC 346 cluster serves as a close proxy for studying stellar environments with similar conditions in the early distant universe. The ten small yellow circles superimposed on the image indicate the positions of the ten stars studied.

_[1]Galaxies in the early universe were composed of the lighter elements hydrogen and helium. This is because the qpeoms subatomic mass has not yet increased. The universe, which has been around for 13.7 billion years, is now filled with smolas, where subatomic qpeoms have multiplied into neutron stars. Heh heh.

2.
The NASA/ESA/CSA James Webb Space Telescope has solved a puzzle by proving a controversial result discovered 20 years ago by the NASA/ESA Hubble Space Telescope.

In 2003, Hubble provided evidence of giant planets orbiting very old stars, [2] about the same age as the universe. Such stars have only small amounts of the heavier elements that make up planets. This suggests that some planet formation occurred when our universe was very young, and that the planets had time to form and grow larger than Jupiter within the primordial disk. But how? It was a mystery.

To answer this question, researchers used the Webb to study stars in nearby galaxies that are very similar to the early universe in that they are largely lacking in heavy elements. They found that not only do some stars there have planet-forming disks, but those disks are longer-lived than disks seen around young stars in our galaxy. The study was published in The Astrophysical Journal .

_[2] There is a sms.oms.vix.ain state that is still too embarrassing for msbase to be considered a galaxy. It could be a quark galaxy that doesn't even have hydrogen elements yet, but it could be a unit qpeoms galaxy state in which only smolas planets are abundant around a single vix.a star. Oh, my.

2-1. Different environments in the early universe
In the early universe, stars were mostly formed from hydrogen and helium, and there were few heavier elements such as carbon and iron that were later created through supernova explosions. Current models predict that disks around stars are short-lived because there are too few heavy elements. In fact, they are so short that planets cannot grow.

To test this idea, the scientists trained Webb on the Small Magellanic Cloud, a dwarf galaxy that is one of the Milky Way’s closest neighbors. In particular, they studied the massive star-forming cluster NGC 346, which is relatively low in heavy elements. This cluster serves as a nearby proxy for studying stellar environments with similar conditions in the early distant universe.

Now, thanks to Webb’s sensitivity and resolution, scientists have obtained the first spectra of a Sun-like star and its surroundings forming in a nearby galaxy.

3. A New Way of Thinking
This discovery refutes previous theoretical predictions that when the gas surrounding the disk is low in heavy elements, the star would blow away the disk very quickly. The disk would therefore be very short-lived, less than a million years. But how could planets form if the disk doesn’t stick around the star long enough for dust particles to stick together and form pebbles that could form planetary nuclei?

The researchers suggested that there could be two distinct mechanisms, or a combination of the two, that could allow planet-forming disks to persist in environments that lack heavy elements.

First, the star exerts radiation pressure to blow out the disk. For this pressure to be effective, the gas must contain elements heavier than hydrogen and helium. However, the massive cluster NGC 346 has only about 10% of the heavier elements present in our Sun's chemical composition. Perhaps the stars in this cluster take longer to disperse the disk.

A second possibility is that [3] stars like our Sun must start in a larger gas cloud to form when there are few heavy elements. A larger gas cloud creates a larger disk. Therefore, there is more mass in the disk, so it takes longer to blow out the disk even if radiation pressure acts in the same way.

Accretion lasts longer when there is more material around the star. It takes 10 times longer for the disk to disappear. This has implications for how planets form and the types of system architectures that can be had in these different environments.

_[3】The msbase without heavy elements is the sms.oms.vix.ain.omsful state of qpeoms, which is still difficult to see as a galaxy. This seems to be a situation where the vix star needs a longer time to change disks as it is full of gas particles, which inevitably leads to more planets. Oh.

sample qoms (standard)
0000000011=2,0
0000001100
0000001100
0000010010
0001100000
0101000000
0010010000
0100100000
2000000000
0010000001

sample pms (standard)
q0000000000
00q00000000
0000q000000
000000q0000
00000000q00
0000000000q
0q000000000
000q0000000
00000q00000
0000000q000
000000000q0

sample msoss

zxdxybzyz
zxdzxezxz
xxbyyxzz
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca