Daugelį dešimtmečių plačiausiai priimtas požiūris į tai, kaip susiformavo mūsų Saulės sistema, buvo Nebulinės hipotezės. Pagal šią teoriją Saulė, planetos ir visi kiti Saulės sistemos objektai susiformavo iš prieš milijardus metų susidariusios miglotos medžiagos. Šios dulkės centre patyrė gravitacinį žlugimą, sudarydamos mūsų Saulę, o likusi dalis medžiagos sudarė apskrito šiukšlių žiedą, kuris susiliejo ir sudarė planetas.
Tobulėjant moderniems teleskopams, astronomai sugebėjo nustatyti kitas žvaigždžių sistemas, kad patikrintų šią hipotezę. Deja, daugeliu atvejų astronomai galėjo pastebėti šiukšlių žiedus aplink žvaigždes tik su formuojamų planetų užuominomis. Tik neseniai Europos astronomų komanda sugebėjo užfiksuoti naujagimio planetos vaizdą, taip parodydama, kad šiukšlių žiedai iš tiesų yra planetų gimtinė.
Komandos tyrimas buvo pateiktas dviejuose straipsniuose, kurie neseniai buvo paskelbti Astronomija ir astrofizika, pavadinimu „Planetos-masės palydovo atradimas pereinamojo disko plyšyje aplink PDS 70“ ir „Orbitalinis ir atmosferinis planetos apibūdinimas PDS 70 pereinamojo disko tarpe“. Abiejų studijų komandą sudarė Makso Planko astronomijos instituto (MPIA) narys, taip pat daugybė observatorijų ir universitetų.
Tyrimų tikslais komandos išrinko PDS 70b - planetą, kuri buvo aptikta 22 astronominių vienetų (AU) atstumu nuo savo priimančiosios žvaigždės ir kuri, kaip manoma, buvo naujai suformuotas kūnas. Pirmajame tyrime, kuriam vadovavo Miriam Keppler iš Makso Planko astronomijos instituto, komanda nurodė, kaip jie tyrinėjo protoplanetinį diską aplink žvaigždę PDS 70.
PDS 70 yra mažos masės T Tauri žvaigždė, esanti Kentauro žvaigždyne, maždaug už 370 šviesmečių nuo Žemės. Šis tyrimas buvo atliktas naudojant archyvinius vaizdus artimos infraraudonosios spinduliuotės juostoje, paimtus spektropolarimetriniu didelio kontrasto egzoplanetų ieškos prietaisu (SPHERE), naudojant ESO labai didelį teleskopą (VLT), ir artimųjų ir infraraudonųjų spindulių koronografinį vaizdą ant Pietų Gemini teleskopo. .
Naudodama šiuos instrumentus, komanda pirmą kartą patikimai aptikė jauną planetą (PDS 70b), skriejančią per žvaigždės protoplanetinio disko spragą ir esančią maždaug trijų milijardų km (1,86 milijardo mylių) atstumu nuo jos centrinės žvaigždės - maždaug tokiu pat atstumu tarp Urano. ir Saulė. Antrame tyrime, kuriam vadovauja Andre Mulleris (taip pat iš MPIA), komanda aprašo, kaip jie naudojo instrumentą SPHERE, kad išmatuotų planetos ryškumą skirtingais bangų ilgiais.
Remdamiesi tuo jie sugebėjo nustatyti, kad PDS 70b yra dujų milžinas, turintis maždaug devynias Jupiterio mases, o paviršiaus temperatūra apie 1000 ° C (1832 ° F), todėl jis yra ypač „karštas super-Jupiteris“. Planeta turi būti jaunesnė už žvaigždę priimančiąją ir tikriausiai vis dar auga. Duomenys taip pat nurodė, kad planetą supa debesys, kurie keičia planetos šerdies ir jos atmosferos skleidžiamą radiaciją.
Naudotų pažangių instrumentų dėka komanda taip pat sugebėjo įgyti planetos ir jos sistemos įvaizdį. Kaip matote iš atvaizdo (paskelbto viršuje) ir vaizdo įrašo apačioje, planeta matoma kaip ryškus taškas į dešinę nuo pajuodinto vaizdo centro. Šis tamsusis regionas atsirado dėl koronografo, kuris blokuoja žvaigždės šviesą, kad komanda galėtų aptikti daug nuožmesnį palydovą.
Kaip naujausiame ESO pranešime spaudai paaiškino MPIA doktorantas Miriam Keppler:
Šie diskai aplink jaunas žvaigždes yra planetų gimtinė, tačiau kol kas tik keletas stebėjimų aptiko kūdikių planetų užuominas. Problema ta, kad iki šiol dauguma šių planetos kandidatų galėjo būti disko bruožai. “
Tyrėjų komandos, be jaunosios planetos aptikimo, taip pat pažymėjo, kad ji yra nubraižęs protoplanetinį diską, kuris skrieja aplink žvaigždę. Iš esmės planetos orbita aptinka milžinišką skylę disko centre, kai iš jos kaupiasi medžiagos. Tai reiškia, kad PDS 70 b vis dar yra netoli savo gimimo vietos, greičiausiai vis dar kaupiasi medžiaga ir toliau augs ir keisis.
Dešimtmečius astronomai žinojo apie šias protoplanetinio disko spragas ir spėliojo, kad juos sukūrė planeta. Dabar jie pagaliau turi įrodymų, patvirtinančių šią teoriją. Kaip paaiškino André Müller:
“Kepplerio rezultatai mums suteikia naują langą į sudėtingus ir sunkiai suprantamus ankstyvuosius planetų evoliucijos etapus. Turėjome stebėti planetą jaunos žvaigždės diske, kad iš tikrųjų suprastume planetos formavimosi procesus.“
Šie tyrimai bus naudinga astronomams, ypač kalbant apie teorinius planetų susidarymo ir evoliucijos modelius. Nustatydami atmosferos ir fizines planetos savybes, astronomai sugebėjo išmėginti pagrindinius Neigulinės hipotezės aspektus. Šios jaunos, dulkėmis aptemtos planetos atradimas būtų buvęs ne ESO „SPHERE“ instrumento galimybėmis.
Šis instrumentas tiria egzoplanetas ir diskus aplink netoliese esančias žvaigždes, naudodamas techniką, žinomą kaip didelio kontrasto vaizdo gavimas, tačiau taip pat remiasi pažangiomis strategijomis ir duomenų apdorojimo technika. SPHERE ne tik blokuoja žvaigždės šviesą koronagrafu, bet ir gali išfiltruoti silpnų planetų palydovų signalus aplink ryškias jaunas žvaigždes, turinčias įvairius bangų ilgius ir epochas.
Neseniai vykusiame MPIA pranešime spaudai teigė profesorius Tomas Henningas - MPIA direktorius, SPHERE priemonės tyrėjas iš Vokietijos ir vyresnysis šių tyrimų autorius.
„Dešimt metų sukūrus naujus galingus astronominius instrumentus, tokius kaip SPHERE, šis atradimas mums parodo, kad pagaliau galime rasti ir tyrinėti planetas jų formavimo metu. Tai yra ilgai puoselėjamos svajonės išsipildymas. “
Ateities šios sistemos stebėjimai taip pat leis astronomams išbandyti kitus planetų formavimo modelių aspektus ir sužinoti apie ankstyvąją planetų sistemų istoriją. Šie duomenys taip pat nuves ilgą kelią nustatant, kaip formavosi ir vystėsi mūsų pačių Saulės sistema per savo ankstyvąją istoriją.
