Menininko koncepcija apie Jupiterį primenančią planetą, skriejančią aplink žvaigždę. Atvaizdo kreditas: NASA Padidinti
Naudodamasi NASA „Spitzer“ kosminiu teleskopu, astronomų komanda, vadovaujama Ročesterio universiteto, aptiko spragas, suskambusias dulkėtais diskais aplink dvi labai jaunas žvaigždes, ir tai rodo, kad ten susiformavo dujų milžiniškos planetos. Prieš metus tie patys tyrėjai rado įrodymų apie pirmąją „kūdikio planetą“ aplink jauną žvaigždę, meta iššūkį daugiausiai astrofizikų sukurtiems milžiniškų planetų modeliams.
Nauji atradimai rugsėjo 10 d. „Astrophysical Journal Letters“ numeryje ne tik patvirtina mintį, kad tokios milžiniškos planetos kaip Jupiteris formuojasi daug greičiau, nei mokslininkai tradiciškai tikėjosi, tačiau viena iš dujų užvaldytų žvaigždžių, vadinama GM Aurigae, yra analogiška mūsų pačių saulės sistema. Būdama vos 1 milijono metų, žvaigždė suteikia unikalų langą į tai, kaip galėjo susiklostyti mūsų pačių pasaulis.
„GM Aurigae iš esmės yra daug jaunesnė mūsų Saulės versija, o jo disko tarpas yra maždaug tokio paties dydžio, kaip ir erdvė, kurią užima mūsų pačių milžiniškos planetos“, - sako Danas Watsonas, fizikos ir astronomijos profesorius iš Ročesterio universiteto ir „Spitzer IRS Disks“ tyrimų grupės vadovas. „Pažvelgus į tai, tarsi žiūrėtume į mūsų saulės ir išorinės saulės sistemos kūdikių paveikslėlius“, - sako jis.
„Rezultatai kelia iššūkį egzistuojančioms milžiniškų planetų formavimosi teorijoms, ypač toms, kuriose planetos kaupiasi palaipsniui per milijonus metų“, - sako Nuria Calvet, Mičigano universiteto astronomijos profesorė ir pagrindinė darbo autorė. „Tokie tyrimai, kaip šis, galų gale padės mums geriau suprasti, kaip formuojasi mūsų išorinės planetos, kaip ir visos kitos Visatoje.“
Naujosios „kūdikių planetos“ gyvena per plyšius, kuriuos jie yra išmėginę diskuose aplink žvaigždes DM Tauri ir GM Aurigae, esančias 420 šviesmečių atstumu nuo Tauro žvaigždyno. Šie diskai keletą metų buvo įtariami turintys centrines skylutes, kurios gali atsirasti dėl planetos susiformavimo. Tačiau nauji spektrai nepalieka jokių abejonių: spragos yra tokios tuščios ir aštrių briaunų, kad planetų formavimasis yra pats pagrįstiausias jų išvaizdos paaiškinimas.
Naujųjų planetų dar negalima tiesiogiai pamatyti, tačiau „Spitzer“ infraraudonųjų spindulių spektrografas (IRS) aiškiai parodė, kad trūksta dulkių, esančių aplink tam tikras žvaigždes, ir tai aiškiai rodo, kad aplink kiekvieną yra planeta. Protoplanetinio disko dulkės yra karštesnės centre šalia žvaigždės, todėl didžiąją dalį savo šviesos spinduliuoja trumpesniais bangų ilgiais nei vėsesni išoriniai disko kraštai. „IRS Disks“ komanda nustatė, kad staiga trūksta šviesos, spinduliuojančios visais trumpais infraraudonųjų bangų ilgiais, ir tai tvirtai rodo, kad centrinės disko dalies nėra. Pagal žvaigždžių standartus šios žvaigždės yra labai jaunos, maždaug milijono metų, vis dar apsuptos embrioninių dujų diskų. Vienintelis perspektyvus dujų trūkumo, galinčio atsirasti per trumpą žvaigždės gyvavimo laiką, paaiškinimas yra tas, kad planeta - greičiausiai dujų milžinas, toks kaip mūsų Jupiteris - skrieja aplink žvaigždę ir gravitaciniu būdu „išvalo“ dujas per tą atstumą. žvaigždė.
Kaip ir praėjusių metų jaunų planetų radiniai, šie stebėjimai yra iššūkis visoms egzistuojančioms milžiniškų planetų formavimosi teorijoms, ypač modeliams, kuriuose „branduolio akordai“ yra sukurti, kai tokios planetos yra kuriamos pritraukiant mažesnius kūnus, kuriems reikia daug daugiau laiko sukurti milžinišką planetą nei šių sistemų amžius.
„IRS Disks“ komanda atrado dar ką nors smalsių apie GM Aurigae. Vietoj paprasto centrinio dulkių disko valymo, kaip ir kitais tirtais atvejais, „GM Aurigae“ diskas turi aiškų tarpą, kuris atskiria tankų, dulkėtą išorinį diską nuo įtempto vidinio. Tai gali būti arba tarpinis etapas, nes naujoji planeta pašalina ją supančias dulkes ir gali sukelti visišką centrinį valymą, kaip ir kiti „kūdikių planetos“ diskai, arba tai gali įvykti dėl to, kad per trumpą laiką susiformuoja kelios planetos ir jos išsivalo. dulkės sudėtingesnės.
GM Aurigae yra 1,05 karto didesnė už mūsų Saulės - beveik dvynio - masę, taigi ji išsivystys į žvaigždę, labai panašią į Saulę. Jei jis būtų perdengtas ant mūsų pačių Saulės sistemos, aptiktas tarpas būtų maždaug nuo Jupiterio orbitos (460 milijonų mylių) iki Urano orbitos (1,7 milijardo mylių). Tai yra tas pats diapazonas, kuriame mūsų pačių sistemoje yra dujų milžiniškos planetos. Mažos milžiniškos planetos, neturinčios dujų, akmenuotuose pasauliuose, tokiuose kaip Žemė, nesuvalytų tiek daug medžiagų, todėl jų nebūtų galima aptikti dulkių nebuvimo metu.
„Spitzer“ kosminis teleskopas buvo paleistas į orbitą 2003 m. Rugpjūčio 25 d. „IRS Disks“ tyrimų komandai vadovauja nariai, kurie pastatė „Spitzer“ infraraudonųjų spindulių spektrografą. Jį sudaro Ročesterio universiteto, Kornelio universiteto, Mičigano universiteto, Autonominio nacionalinio universiteto astronomai. Meksikos universitetas, Virdžinijos universitetas, Ithakos koledžas, Arizonos universitetas ir UCLA. NASA reaktyvinio variklio laboratorija Pasadena (Kalifornija) valdo Spitzerio kosminio teleskopo misiją NASA Mokslo misijos direktorate Vašingtone. Mokslo operacijos vykdomos Špicerio mokslo centre, Kalifornijos technologijos institute, taip pat Pasadena mieste.
