Астрономи су први пут открили месеце који се формирају у диску крхотина око велике егзопланете. Астрономи већ дуже време сумњају да тако веће планете - попут Јупитера у нашем Сунчевом систему - добијају месеце. Све се догађа око врло младе звезде по имену ПДС 70, удаљене око 370 светлосних година у сазвежђу Центаурус.
"По први пут можемо коначно видети знакове упозорења планетарног диска ..."
Андреа Иселла, водећи аутор са Универзитета Рице
Прихваћена теорија о формирању планета назива се небуларна хипотеза. Све почиње формирањем звезде у огромном облаку гаса који се зове џиновски молекуларни облак (ГМЦ). Како се звезда формира, облак се обликује у ротирајући спљоштени диск од прашине који се назива протопланетарни диск, или циркуларни диск. Материја се почиње сакупљати у грудице на овом диску, а ти се гроздови претварају у планете.
Ако маса планете која се формира на диску нарасте већа од отприлике 10 маса Земље, дешава се нешто друго. Због своје масе, ова планета отвара јаз у протопланетарном диску. Док материјал пролази кроз тај јаз, може се довољно приближити планети да његова гравитација доминира гравитацијом звезде домаћина. Тај материјал је затим заробљен у планетарном диску (ЦПД) који се окреће око планете, попут диска унутар диска.
Велики део материјала унутар планетарног диска уграђује се у планету која формира. Али не све. Исте силе које су створиле планете из ободног диска иду на посао. Они могу створити месеце из материјала који се ротира у диску око планете.
Сада је тим астронома први пут приметио овај планетарни диск и луне који се у њему формирају.
Водећа ауторка студије која је изнијела ове налазе је Андреа Иселла, астрономкиња са Универзитета Рајс у Хјустону, Тексас. Открића су објављена у писмима часописа Астрофизички часопис под називом „Детекција континуиране субмилиметарске емисије повезане са протопланетима кандидата“.
„Планете се формирају из дискова гаса и прашине око новонасталих звезда, а ако је планета довољно велика, може да формира и свој сопствени диск док скупља материјал у својој орбити око звезде“, рекла је Иселла. "Јупитер и његове луне су, на пример, мали планетарни систем у нашем Сунчевом систему, а верује се да су Јупитерови луни настали из планетарног диска када је Јупитер био врло млад."
Све се то догађа око звезде ПДС 70. Та звезда је била у вестима пре отприлике годину дана, када су астрономи снимили прву фотографију планете која се тек формира у ободном диску. Та се планета зове ПДС 70б. То откриће је у то време била велика вест, са добрим разлогом.
ПДС 70б није једина планета која орбитира око звезде. Постоји друга планета, ПДС 70ц, такође у орбити, и обојица су гасни дивови. Обе планете су открили јако велики телескоп (ВЛТ) Европске јужне опсерваторије у оптичком и инфрацрвеном облику. Топли сјај водоника који се ствара у пар планета је оно што им је поклонило.
Тим је комбиновао ВЛТ опажања са новим радио-посматрањима из Атацама великог милиметра / суб-милиметарског низа (АЛМА.) Резултат је убедљив доказ протопланетарног диска око најудаљеније звезде, ПДС 70ц.
„По први пут можемо коначно видети знакове разговора планетарног диска, који помажу у подршци многим тренутним теоријама формирања планета“, рекла је Андреа Иселла, водећа ауторка.
"Упоређујући наша запажања са инфрацрвеним и оптичким сликама високе резолуције, можемо јасно видети да је иначе енигматична концентрација сићушних честица прашине заправо планетарни диск прашине, прва таква карактеристика која се икада уверљиво опажа", рекао је. Према истраживачима, ово је такође први пут да се планета јасно види у ова три различита светлосна опсега.
Једно питање је одговорено, друго постављено
ПДС 70б и ц приказују различите карактеристике, а тим који стоји иза ове студије није баш сигуран шта све то значи.
"Шта је ово и шта значи за овај планетарни систем још није познато."
Андреа Иселла, водећи аутор са Универзитета Рице
ПДС 70ц, најудаљенија звезда пара, удаљена је од своје звезде колико је и Нептун од Сунца. На потпуно истој је локацији као очигледан чвор прашине који се види у АЛМА подацима. Пошто ова планета тако сјајно светли у инфрацрвеном и водоничном појасу светлости, астрономи могу уверљиво да кажу да је тамо потпуно формирана планета већ у орбити. Сјајни инфрацрвени и водонични појаси показују да се плин у близини још увек прикупља на површини планете, завршавајући свој раст младог раста.
Астрономи процењују да је ПДС 70ц приближно 1 до 10 пута већи од масе Јупитера. "Ако се планета налази на већем крају те процене, сасвим је могуће да се око ње могу формирати месеца величине планета", приметила је Иселла.
Али ПДС 70б се дешава нешто друго. Та планета, која је отприлике на истој удаљености од звезде као и Уран од Сунца, иза себе има масу прашине као за реп. А астрономи нису сигурни како се то уклапа.
"Шта је ово и шта значи за овај планетарни систем још није познато", рекла је Иселла. „Једино закључно што можемо рећи је да је планета довољно далеко од независне карактеристике.“
Астрономи су прилично сигурни да је процес који могу да виде око ПДС 70ц исти процес који је радио за стварање Јупитерових месеци. Међутим, вреди приметити да се други гасовит систем нашег Сунчевог система разликује од Јупитера. Мјесеци Сатурна вјероватно су настали као резултат планетарног диска, али његови ледени прстенови су вјероватно створили комете и друга каменита тијела која се сударају једно у друго.
Ове егзопланетарне системе је ноторно тешко уочити у оптичкој и инфрацрвеној светлости. Енергија звезде у тим деловима спектра утапа светлост са планета. Али не за АЛМА.
АЛМА се фокусира на радио таласе, а звезде само слабо емитују радио таласе. Тим каже да могу наставити да посматрају систем ПДС 70 са АЛМА и посматрају како се мења и развија.
„То значи да ћемо се моћи вратити у овај систем у различитим временским периодима и лакше пресликати орбиту планета и концентрацију прашине у систему“, закључила је Иселла. "Ово ће нам пружити јединствен увид у орбитална својства соларних система у њиховим најранијим фазама развоја."
Откривање овог планетарног диска и вероватни месечеви који се у њему формирају интересантни су сами по себи, али начин на који је тим пронашао диск такође обећава за будућност. Док су пронађени други, ова студија је најубедљивија.
"Постоји неколико планета кандидата које су откривене на дисковима, али ово је сасвим ново поље и о њима се још увек расправља", рекла је Иселла. „(ПДС 70 б и ПДС 70 ц) су међу најјачим јер су постојала независна запажања са различитим инструментима и техникама.“
Закључно у свом раду, аутори кажу, „Ми тврдимо да су оптичка, НИР и (суб) милиметарска опажања веома комплементарна јер истражују различите аспекте процеса акредитације планета и на њих утичу различите систематске грешке.“ Они такође примећују да сама АЛМА не може урадити посао. Комбинацијом различитих опажања отворили су ове егзопланете и њихове дискове до детаљнијег проучавања.
Из студије: „Док АЛМА и постојећи оптички телескопи достижу своју пуну способност снимања, наредна запажања оближњих ободних дискова карактеристичних за шупљине и празнине попут оних примећених у ПДС 70 могу открити више новорођених планета које комуницирају са њиховим наталним диском. Оваква запажања су од суштинског значаја за истраживање процеса одговорних за формирање планетарних система. "
Извори:
- Саопштење за штампу: „Планетарни диск“ који формира месецу откривен у удаљеном звезданом систему
- Саопштења за јавност: Диск који формира месе откривен је око далеке планете
- Истраживачки рад: Детекција континуиране субмилиметарске емисије повезане са протопланетима кандидата
