Saulės sistema daro 370 šviesmečių atstumu nuo mūsų kūdikių planetas. Žvaigždė, kurios centre yra visa, yra jauna, tik maždaug 6 milijonų metų. Jos kūdikiai yra dvi didžiulės planetos, greičiausiai abi dujų milžinai, maitinančios dujines medžiagas iš žvaigždės apskrito disko.
Pagrindinė žvaigždė šioje sistemoje yra vadinama PDS 70. PDS 70 yra šiek tiek mažesnė ir ne tokia masyvi kaip mūsų Saulė ir vis dar kaupia materiją. Ši jauna žvaigždė yra T Tauri žvaigždė, o tai iš esmės reiškia, kad jie yra labai jauni ir tik pradeda savo gyvenimą. Kadangi planetos yra tokios jaunos, jos vis dar formuojasi orbitoje aplink ją. Matyti, kad besiformuojančios planetos vis dar formuojasi, astronomai tik dabar pradeda jaustis gerai.
„Tai yra pirmasis nedviprasmiškas dviejų planetų sistemos, apimančios disko tarpą, aptikimas.“
Julienas Girardas, Kosminio teleskopo mokslo institutas.
Šių jaunų vis dar formuojančių planetų vaizdai įdomūs tuo, kad jie įrodo mūsų seną teoriją, kaip planetos formuojasi jaunose saulės sistemose. Ši teorija vadinama „Nebular hipoteze“ ir ji gyvuoja dešimtmečius, tačiau neturint stebimų įrodymų, kad tai patvirtintų.
Neigulinė hipotezė
Žvaigždės susidaro iš masyvių debesų, daugiausia vandenilio, vadinamų molekuliniais debesimis. Molekuliniai debesys yra gravitaciniu požiūriu nestabilūs ir dujos linkusios kauptis kartu. Galų gale vienas iš šių gumulų pradeda sniego gniūžtę ir tampa vis didesnis. Tai darydamas, debesis išsilygina kaip blynas ir pradeda suktis, o kai centrinis gumulėlis tampa pakankamai tankus, jis užsidega į susiliejimą ir gimsta žvaigždė. Daug žvaigždžių yra dvejetainėse sistemose, kai iš molekulinio debesies susidaro dvi žvaigždės.
Tačiau centre esanti žvaigždė nėra vienintelis gumulėlis. Sukamosiose dujose susidaro kiti, mažesni gumulėliai, ir jie gali susiformuoti į planetas. Kai kurios dujinės planetos, tokios kaip Jupiteris ir Saturnas mūsų pačių Saulės sistemoje, gali tapti tikrai didelės. (Astronomai kartais Jupiterį ir Saturną vadina „žlugusiomis žvaigždėmis“, nes jie buvo pakeliui į žvaigždes, bet negalėjo jų pasiekti.)
Jei ten galėtumėte užšaldyti procesą, plokščio besisukančio dujų debesies centre pamatytumėte jauną žvaigždę. Bet dujose pamatytumėte žiedo formos tarpus, kur planetos imtųsi šluoti medžiagą ir taptų planetomis. Tas procesas vadinamas pripratimu. Ir tai jau nėra molekulinis debesis, dabar jis vadinamas „protoplanetiniu disku“, nes yra disko forma ir jame formuojasi proto planetos.
Būtent tai mato astronomai.
Pamatyti tikrąsias planetas
Nuostabu, kad šiuose naujuose vaizduose ne tik matome tarpus ir žiedus, signalizuojančius apie planetos buvimą, bet ir pačias planetas. Ir tai yra tik antras kartas, kai mes tikrai matėme dviejų planetų sistemą, darančią spragas diske. (Keturių planetų sistema HR 8799 buvo paviešinta 2008 m.)
„Mes labai nustebę, kai radome antrąją planetą“.
Sebastiaan Haffert, Leideno observatorijos pagrindinis autorius.
„Tai yra pirmasis nedviprasmiškas dviejų planetų sistemos, apimančios disko tarpą, aptikimas“, - sakė Julien Girard iš Kosminio teleskopo mokslo instituto Baltimorėje (Merilandas).
Šiame naujame tyrime, paskelbtame „Nature Astronomy“ birželio 3 d. Numeryje, astronomų komanda panaudojo MUSE spektrografą Europos pietų observatorijos labai dideliame teleskope (VLT.).
Pamatyti protoplanetinio disko vidų yra sunki užduotis. Žvaigždė ne tik yra ryški, o dominuoja vaizdas, bet visos diske esančios dujos ir dulkės gali užblokuoti šviesą, sklindančią iš formuojančių planetų. „MUSE“ prietaisas turi galią užsifiksuoti prie debesyje esančio vandenilio skleidžiamos šviesos, tai yra vandenilio kaupimosi vis dar formuojančiose planetose ženklas.
„Mes labai nustebome, kai radome antrąją planetą“, - popieriuje sakė Sebastiaan Haffert iš Leideno observatorijos.
„Tokiose vietose kaip ALMA, Hablo ar dideli antžeminiai optiniai teleskopai su adaptyvia optika mes matome diskus su žiedais ir tarpus visame pasaulyje. Klausimas buvo atviras: ar ten yra planetų? Tokiu atveju atsakymas yra „taip“, - paaiškino Girard.
Tai, ką komanda pastebėjo, buvo planeta, vadinama PDS 70c. (Kita tos pačios sistemos planeta, vadinama PDS 70b, pirmą kartą buvo pastebėta maždaug prieš metus.)
Naujoji planeta PDS 70c yra netoli išorinio disko krašto ir yra maždaug 3,3 milijardo mylių nuo žvaigždės. Tai yra maždaug toks pat atstumas kaip Neptūnas nuo Saulės. Astronomai turi tik preliminarius planetos masės įverčius, tačiau jie mano, kad PDS 70c masė yra nuo 1 iki 10 kartų didesnė nei Jupiterio.
Anksčiau aptinkama planeta PDS 70b yra maždaug 2 milijardų mylių nuo žvaigždės, maždaug tiek, kiek Uranas yra mūsų Saulės sistemoje. Tai yra nuo 4 iki 17 kartų didesnė už Jupiterio masę.
Dabar mes laukiame. Džeimso Webbo teleskopui
Šių jaunų egzoplanetų vaizdų gavimas yra malonus atsitiktinumas MUSE spektrografui. Iš pradžių instrumentas buvo sukurtas galaktikoms ir žvaigždžių spiečiams tirti. Bet kaip paaiškėja, tai gerai, kad formavimo procese yra pastebėtos egzoplanetos. Ir ta avarija padėjo miglotą hipotezę perkelti iš hipotezės į priimtiną teoriją.
„Šis naujas stebėjimo būdas buvo sukurtas galaktikoms ir žvaigždžių spiečiams tirti didesne erdvine skiriamąja geba. Tačiau šis naujas režimas taip pat tinka eksoplanetų vaizdavimui, o tai nebuvo originalus MUSE instrumento mokslo variklis “, - sakė Haffertas.
Ateityje (ateityje, kuri vis labiau vėluoja) James Webb kosminis teleskopas (JWST) paspartins jaunų planetų, besiformuojančių šiuose diskuose, tyrimą. Kai nesibaigs laukimas to patobulinto kosminio teleskopo, jo galia turėtų leisti astronomams nulį pasiekti labai specifiniais šviesos bangos ilgiais, kuriuos skleidžia akriluojamas vandenilis.
Tai reiškia, kad mokslininkai galės išmatuoti vandenilio dujų diske temperatūrą ir jo tankį. Žinodami abu dalykus, padėsime iš tikrųjų suprasti, kaip susidaro milžiniškos dujų planetos.
Bet kol kas bent jau turime planetų atvaizdus, ir kai astronomai žvelgia į galaktiką ir mato šias jaunas žvaigždžių sistemas bei diskų tarpus, jie gali būti tikri, kad ten tikrai yra planetų.
