Kas tiksliai yra „normali“ saulės sistema? Jei manėme, kad praeityje turėjome kokią nors idėją, mes to nedarome dabar. Ir naujas tyrimas, kuriam vadovavo Kembridžo universiteto astronomai, patvirtino šį faktą. Naujajame tyrime aptiktos keturios dujų milžiniškos planetos, panašios į mūsų pačių Jupiterį ir Saturną, skriejančios aplink labai jauną žvaigždę, vadinamą CI Tau. Ir viena iš planetų turi kraštutinę orbitą, leidžiančią ją nutolti nuo žvaigždės daugiau nei tūkstantį kartų labiau nei vidinę planetą.
CI Tau yra maždaug už 500 šviesmečių labai aktyvioje galaktikos dalyje, vadinamoje „žvaigždžių darželiu“. Būdama vos 2 milijonų metų, „CI Tau“ yra tik kūdikis, žvelgiant iš žvaigždžių. Mūsų pačių Saulė yra maždaug 5 milijardų metų ir dar 5 milijardus turi eiti, duoti ar pasiimti. Taigi „CI Tau“ yra per jaunas, kad galėtų turėti tokio tipo dujų milžinų, kokius turi. Arba taip galvojome.
Mūsų geriausias saulės sistemos susidarymo modelis yra vadinamas miglota hipoteze ir eina maždaug taip: besisukantis dujų ir dulkių debesis auga ir įgauna tankį, kol suskyla į žvaigždę ir prasideda susiliejimas. Aplink šią naujai suformuotą žvaigždę likusios dujos ir dulkės sukasi kaip protoplanetinis diskas. Laikui bėgant, šis reikalas sulipo ir suformuoja kitas planetas, mėnulius ir asteroidus, ir daugiau nėra protoplanetinio disko. Tai labai trumpas aprašymas, kaip viskas vyksta.
Tačiau manoma, kad šis planetų formavimosi procesas užtruks ilgai, daug daugiau nei 2 milijonus metų. Žvaigždė, tokia kaip mūsų Saulė, gali susiformuoti vos per 1 milijoną metų, tačiau dujų planetų susidarymas užtrunka nuo 10 iki 100 milijonų metų, o antžeminės planetos užtrunka dar ilgiau.
„Saturno masinės planetos turėtų susidaryti, pirmiausia sukaupdamos tvirtą šerdį, o po to įleisdamos dujų sluoksnį, tačiau šie procesai turėtų vykti labai lėtai dideliais atstumais nuo žvaigždės. Daugelis modelių stengsis, kad tokiu mastu planetos būtų tokios masės. “ - Tyrimo pagrindinis autorius, Kembridžo universiteto astronomijos instituto profesorius Cathie Clarke.
Tai nėra pirmas kartas, kai CI Tau atkreipė astronomų dėmesį. 2016 metais astronomai atrado karštą Jupiterį, skriejantį už žvaigždės. Tai padarė pirmąja savo jauno amžiaus žvaigžde, turinčia vieną iš šių karštų dujų milžinų. Karštas Jupiteris yra dujų milžinas toje pačioje masės diapazone kaip ir mūsų pačių Jupiteris, tačiau jis skrieja taip arti savo žvaigždės, kad yra labai karštas. Karšti Jupiteriai kelia mįslę, nes mes nesuprantame, kaip jie gali susiformuoti „in situ“ ar taip arti žvaigždės. Astronomai mano, kad tokio tipo planetos susidaro toliau nuo žvaigždės ir migruoja. Kaip tai galėjo nutikti tik per 2 milijonus metų?
Šiame naujame tyrime Kembridžo universiteto vadovaujama tyrėjų komanda vėl pažvelgė į CI Tau. Jie panaudojo „Atacama Large Millimeter / submillimeter Array“ (ALMA), norėdami „CI Tau“ sistemoje ieškoti seserų iki karšto Jupiterio. Tai, ką jie rado, tik padidino sistemos paslaptį. Jie atrado 3 kitus dujų milžinus, skriejančius aplink žvaigždę, ir vienas iš jų seka tolimą orbitą tūkstantį kartų toliau nuo žvaigždės nei giliausia planeta, aukščiau paminėtas karštas Jupiteris. Anot šio dokumento, tai yra „… masiškiausias egzoplanetų ansamblis, kada nors aptiktas šiame amžiuje“. Taigi ką visa tai reiškia?
„Šiuo metu neįmanoma pasakyti, ar CI Tau matoma ekstremalioji planetų architektūra yra įprasta karštose Jupiterio sistemose ...“ - profesorė Cathie Clarke iš Kembridžo universiteto astronomijos instituto.
Kol kas nesame tikri. Maždaug 1% žvaigždžių yra karšti Jupiteriai, tačiau dauguma žinomų karštų Jupiterių yra šimtus kartų senesni nei CI Tau. Kadangi, kiek mes žinome, planetos negali susiformuoti anksčiau nei žvaigždė, kaip astronomai gali paaiškinti, kas nutiko šioje sistemoje?
„Šiuo metu neįmanoma pasakyti, ar CI Tau matoma ekstremalioji planetų architektūra yra įprasta karštose Jupiterio sistemose, nes būdas, kuriuo šios brolių ir seserų planetos buvo aptiktos dėl jų poveikio protoplanetiniam diskui, neveiktų senesnėse sistemose, kurios nebeturi protoplanetinis diskas “, - sakė pirmoji tyrimo autorė profesorė Cathie Clarke iš Kembridžo astronomijos instituto.
Čia yra pakankamai klausimų, kad astronomų komanda galėtų dirbti visą savo karjerą. Pasak tyrėjų, neaišku, kokį vaidmenį broliai ir seserys, jei tokių buvo, suvaidino pačią giliausią planetą į jos ypač artimą orbitą. Taip pat neaišku, ar koks nors mechanizmas, veikiantis šioje sistemoje, yra tas pats mechanizmas, kuris paprastai daro karštuosius Jupiterius. Dar viena paslaptis yra tai, kaip iš viso susiformavo dvi išorinės planetos.
„Planetų formavimo modeliuose pagrindinis dėmesys skiriamas tam, kad būtų galima sukurti jau pastebėtus planetų tipus, todėl nauji atradimai nebūtinai atitinka modelius“, - sakė Clarke'as. „Saturno masinės planetos turėtų susidaryti, pirmiausia sukaupdamos tvirtą šerdį, o po to įleisdamos dujų sluoksnį, tačiau šie procesai turėtų vykti labai lėtai dideliais atstumais nuo žvaigždės. Daugelis modelių stengsis, kad tokiu mastu planetos būtų tokios masės. “
Tai, be abejo, daro mokslą tokiu patraukliu ir veiksmingu. Astronomai kažką stebi ir sukuria modelį, kaip tai paaiškinti. Tada jie nuolat stebi, o kai kurie atradimai sustiprina modelį, o kai kurie jį ginčija. Taigi modelis nuolat atnaujinamas ir laikui bėgant realistiškai atspindi didesnį ir didesnį stebėjimų imtį.
Astronomai toliau studijuos šią sistemą, kad pabandytų išsiaiškinti kai kurias iš šių paslapčių. ALMA sukėlė revoliuciją protoplanetinių diskų tyrime, ir būsimas darbas, be abejo, vėl stipriai atsirems į ALMA. Jis gali atvaizduoti planetas, formuojančias protoplanetinių diskų vidų, kurios yra silpnos, prastai apšviestos vietos, į kurias labai sunku įžvelgti.
Būkite pasirengę nustebinti tuo, ką mato ALMA. Vėlgi.
- Kembridžo universiteto pranešimas spaudai: „Milžiniškos planetos aplink jauną žvaigždę kelia klausimus apie tai, kaip formuojasi planetos“
- Tyrimo dokumentas: „CI Tau protoplanetinio disko didelės skiriamosios gebos milimetrų vaizdavimas: didžiulis protoplanetų ansamblis nuo 0,1 iki 100 aušių“.
- Ryžio universiteto pranešimas spaudai: „Astronomai suranda milžinišką planetą aplink labai jauną žvaigždę“
- Vikipedijos puslapis: Nebular hipotezė
