Astronomai pirmą kartą atrado mėnulius, susidarančius šiukšlių diske aplink didelę egzoplanetą. Astronomai ilgą laiką įtarė, kad būtent taip didesnės planetos, tokios kaip Jupiteris mūsų Saulės sistemoje, gauna savo mėnulius. Viskas vyksta aplink labai jauną žvaigždę pavadinimu PDS 70, esančią maždaug per 370 šviesmečių Kentauro žvaigždyne.
„Pirmą kartą įtikinamai galime pamatyti tarpplanetinio disko signalinius ženklus ...“
Andrea Isella, pagrindinė autorė, Rice University
Priimta teorija, kaip formuojasi planetos, vadinama miglota hipoteze. Viskas prasideda nuo žvaigždės susidarymo didžiuliame dujų debesyje, vadinamame milžinišku molekuliniu debesiu (GMC). Žvaigždei susiformavus, debesis formuojasi į besisukantį išlygintą dujų ir dulkių diską, vadinamą protoplanetiniu disku arba žiediniu disku. Medžiaga pradeda kauptis į šio disko gumulėlius, o šie gumulėliai virsta planetomis.
Jei diske esančios planetos masė padidėja daugiau nei apytiksliai 10 Žemės masių, atsitinka kažkas kita. Dėl savo masės ta planeta atveria spragą protoplanetiniame diske. Medžiagai einant pro tą tarpą, ji gali priartėti prie planetos pakankamai arti, kad planetos gravitacija dominuotų priimančiosios žvaigždės gravitacijoje. Tada ta medžiaga yra įstrigusi aplink planetą besisukančiame aplinkkeleiviniame diske (CPD) kaip diskas diske.
Didžioji dalis tarpplanetiniame diske esančios medžiagos yra sukaupta į formuojančią planetą. Bet ne visa tai. Tos pačios jėgos, kurios sukūrė planetas iš aplinkinio disko, eina į darbą. Jie gali sukurti mėnulius iš medžiagos, besisukančios diske aplink planetą.
Dabar astronomų komanda pirmą kartą pastebėjo šį žiedinį planetinį diską ir jame besiformuojančius mėnulius.
Pagrindinis tyrimo, kuriame aprašomos šios išvados, autorius yra Andrea Isella, Rice universiteto Hiustone, Teksase, astronomas. Išvados buvo paskelbtos „Astrophysical Journal“ laiškuose ir pavadintos „Nuolatinio submilimetro išmetimo, susijusio su protoplanetacijomis, nustatymas“.
„Planetos susidaro iš dujų ir dulkių diskų aplink naujai besiformuojančias žvaigždes. Jei planeta yra pakankamai didelė, ji gali suformuoti savo diską, kaupdama medžiagą savo orbitoje aplink žvaigždę“, - teigė Isella. „Jupiteris ir jo mėnuliai, pavyzdžiui, yra mažai planetų sistema mūsų saulės sistemoje, ir manoma, kad Jupiterio mėnuliai susiformavo iš aplinkinės planetos disko, kai Jupiteris buvo labai jaunas.“
Viskas vyksta aplink žvaigždę PDS 70. Ši žvaigždė buvo naujienose maždaug prieš metus, kai astronomai užfiksavo pirmąjį naujai besiformuojančios planetos vaizdą apskrito žvaigždės diske. Ta planeta vadinama PDS 70b. Šis atradimas tuo metu buvo svarbi žinia dėl rimtos priežasties.
PDS 70b nėra vienintelė žvaigždė skriejanti planeta. Orbita yra ir kita planeta, PDS 70c, ir jie abu yra dujų milžinai. Abi šias planetas aptikė Europos pietų observatorijos (ESO) labai didelis teleskopas (VLT) optiniu ir infraraudonųjų spindulių ryšiu. Šiltas vandenilio švytėjimas, įsiskverbiantis į planetų porą, jas ir atidavė.
Komanda sujungė VLT stebėjimus su naujais radijo stebėjimais iš „Atacama Large Millimeter / sub-Millimeter Array“ (ALMA.). Rezultatas yra įtikinami protoplanetinio disko aplink atokiausią žvaigždę, PDS 70c, įrodymai.
„Pirmą kartą įtikinamai galime išvysti planumetinio disko signalinius ženklus, kurie padeda paremti daugelį dabartinių planetų susidarymo teorijų“, - sakė pagrindinė autorė Andrea Isella.
„Palyginę savo pastebėjimus su didelės skiriamosios gebos infraraudonųjų spindulių ir optiniais vaizdais, galime aiškiai pastebėti, kad kitaip mįslinga mažų dulkių dalelių koncentracija iš tikrųjų yra planetą apjuosiantis dulkių diskas, pirmasis toks bruožas, kuris kada nors buvo įtikinamai pastebėtas“, - sakė jis. Pasak tyrėjų, tai taip pat yra pirmas kartas, kai planeta buvo aiškiai matoma šiose trijose skirtingose šviesos juostose.
Vienas atsakytas klausimas, kitas - užduotas
PDS 70b ir c charakteristikos skiriasi, o šio tyrimo komanda nėra tiksliai įsitikinusi, ką visa tai reiškia.
„Kas tai yra ir ką tai reiškia šiai planetų sistemai, dar nežinoma“.
Andrea Isella, pagrindinė autorė, Rice University
PDS 70c, tolimiausia poros žvaigždė, yra kuo toliau nuo savo žvaigždės, tuo tarpu Neptūnas yra nuo Saulės. Jis yra toje pačioje vietoje kaip akivaizdus dulkių mazgas, matomas ALMA duomenyse. Kadangi ši planeta taip ryškiai šviečia infraraudonųjų spindulių ir vandenilio šviesos juostose, astronomai gali įtikinamai pasakyti, kad visiškai suformuota planeta jau yra orbitoje. Ryškios infraraudonųjų spindulių ir vandenilio juostos rodo, kad netoliese esančios dujos vis dar patenka į planetos paviršių ir užbaigia paauglystės augimo spurtą.
Astronomų vertinimu, PDS 70c yra maždaug nuo 1 iki 10 kartų didesnė už Jupiterio masę. „Jei planeta yra didesniame šio įvertinimo gale, visai įmanoma, kad aplink ją gali susidaryti planetos dydžio mėnuliai“, - pažymėjo Isella.
Bet PDS 70b kažkas dar vyksta. Tos planetos, kurios yra maždaug tokiu pat atstumu nuo savo žvaigždės, kaip Uranas yra nuo Saulės, už jos slenka dulkių masė kaip uodega. O astronomai nėra tikri, kaip tai tinka.
„Kas tai yra ir ką tai reiškia šiai planetų sistemai, dar nežinoma“, - sakė Isella. „Vienintelis įtikinamas dalykas, kurį galime pasakyti, yra tai, kad jis yra pakankamai toli nuo planetos, kad būtų savarankiška savybė“.
Astronomai yra gana tikri, kad procesas, kurį jie gali pamatyti žaisdami aplink PDS 70c, yra tas pats procesas, kuris padėjo sukurti Jupiterio mėnulius. Tačiau verta paminėti, kad kitas mūsų Saulės sistemos dujų milžinas skiriasi nuo Jupiterio. Saturno mėnuliai greičiausiai buvo sukurti dėl aplinkaplaninio disko, tačiau apledėjusį žiedą greičiausiai sukūrė kometos ir kiti uolų kūnai, susidūrę vienas su kitu.
Šias egzoplanetines sistemas labai sunku pastebėti optinėje ir infraraudonųjų spindulių šviesoje. Žvaigždės energija tose spektro dalyse atitraukia šviesą iš planetų. Bet ne ALMA.
ALMA daugiausia dėmesio skiria radijo bangoms, o žvaigždės tik silpnai skleidžia radijo bangas. Komanda sako, kad jie gali ir toliau stebėti PDS 70 sistemą kartu su ALMA ir stebėti, kaip ji keičiasi ir tobulėja.
„Tai reiškia, kad galėsime sugrįžti į šią sistemą skirtingais laikotarpiais ir lengviau pavaizduoti planetų orbitą ir dulkių koncentraciją sistemoje“, - padarė išvadą Isella. „Tai suteiks mums unikalių įžvalgų apie saulės sistemų orbitines savybes ankstyviausiose jų vystymosi stadijose“.
Šio apytikrio planetinio disko atradimas ir tikėtini jame esantys mėnuliai yra patys savaime įdomūs, tačiau tai, kaip komanda rado diską, žada ir ateityje. Nors buvo rasta kitų, šis tyrimas yra įtikinamiausias.
„Yra keletas planetų kandidačių, kurios buvo aptiktos diskuose, tačiau tai yra labai naujas laukas, ir jie visi vis dar diskutuojami“, - teigė Isella. „(PDS 70 b ir PDS 70 c) yra vieni tvirtiausių, nes buvo atlikti nepriklausomi stebėjimai, naudojant skirtingus instrumentus ir metodus.“
Savo darbo išvadose autoriai sako: „Mes teigiame, kad optiniai, NIR ir (sub) milimetrų stebėjimai yra labai vienas kitą papildantys, nes jie žymi įvairius planetos akrecijos procesų aspektus ir yra veikiami skirtingų sisteminių klaidų“. Jie taip pat pažymi, kad vien ALMA negali atlikti šio darbo. Derindami įvairius stebėjimus, jie atidarė šias egzoplanetas ir jų diskus iki išsamesnio tyrimo.
Iš tyrimo: „Kadangi ALMA ir esami optiniai teleskopai pasiekia visas vaizdavimo galimybes, būsimi netoliese esančių žiedinių diskų, kuriems būdingos ertmės ir spragos, kaip PDS 70, stebėjimai gali atskleisti daugiau naujagimių planetų, sąveikaujančių su jų gimdymo disku. Tokie stebėjimai yra esminiai tiriant procesus, atsakingus už planetų sistemų formavimąsi “.
Šaltiniai:
- Pranešimas spaudai: „Mėnulį formuojantis“ tarpplanetinis diskas aptiktas tolimoje žvaigždžių sistemoje
- Pranešimas spaudai: Mėnulį formuojantis diskas aptiktas aplink tolimą planetą
- Tyrimo dokumentas: Nuolatinio submilimetro išmetimo, susijusio su protoplanetomis kandidatėmis, nustatymas
