Gadu desmitiem vispopulārākais skatījums uz to, kā veidojās mūsu Saules sistēma, ir Nebulārā hipotēze. Saskaņā ar šo teoriju Saule, planētas un visi citi objekti Saules sistēmā veidojās no neskaidra materiāla pirms miljardiem gadu. Šie putekļi piedzīvoja gravitācijas sabrukumu centrā, veidojot mūsu Sauli, bet pārējais materiāls veidoja apļveida gružu gredzenu, kas saliecās, veidojot planētas.
Pateicoties moderno teleskopu attīstībai, astronomi ir spējuši zondēt citas zvaigžņu sistēmas, lai pārbaudītu šo hipotēzi. Diemžēl vairumā gadījumu astronomi ir spējuši novērot gružu gredzenus ap zvaigznēm ar mājieniem par veidošanās planētām. Tikai nesen Eiropas astronomu komanda spēja uzņemt jaundzimušās planētas attēlu, tādējādi parādot, ka gružu gredzeni patiešām ir planētu dzimtene.
Komandas pētījums parādījās divos rakstos, kas nesen tika publicēti Astronomija un astrofizika, ar nosaukumu “Planētas-masas biedra atrašana pārejas diska spraugā ap PDS 70” un “Planētas orbitālais un atmosfēras raksturojums PDS 70 pārejas diska spraugā.” Abos pētījumos piedalījās Maksima Planka astronomijas institūta (MPIA) loceklis, kā arī vairākas observatorijas un universitātes.
Savu pētījumu dēļ komandas izvēlējās PDS 70b - planētu, kas tika atklāta 22 Astronomical Units (AU) attālumā no tās vieszvaigznes un kas tika uzskatīts par jaunizveidotu ķermeni. Pirmajā pētījumā - kuru vadīja Maiami Planka astronomijas institūta pārstāvis Miriam Keppler - komanda norādīja, kā viņi pētīja protoplanētisko disku ap zvaigzni PDS 70.
PDS 70 ir nelielas masas T Tauri zvaigzne, kas atrodas Kentauru zvaigznājā aptuveni 370 gaismas gadu attālumā no Zemes. Šis pētījums tika veikts, izmantojot arhīvu attēlus tuvo infrasarkano staru joslā, ko uzņēma Spectro-polarimetriskā augstas kontrasta Exoplanet REsearch instruments (SPHERE) ar instrumentu ESO ļoti lielajā teleskopā (VLT) un Tuvo infrasarkano staru koronagrāfisko attēlu uz Gemini dienvidu teleskopa. .
Izmantojot šos instrumentus, komanda veica pirmo robustu jaunas planētas (PDS 70b) noteikšanu, kas riņķo ap tās zvaigznes protoplanetārā diska spraugu un atrodas aptuveni trīs miljardu km (1,86 miljardu jūdžu) attālumā no tās centrālās zvaigznes - aptuveni tādā pašā attālumā starp Urānu un saule. Otrajā pētījumā, kuru vadīja Andre Mullers (arī no MPIA), komanda apraksta, kā viņi izmantoja SPHERE instrumentu, lai izmērītu planētas spilgtumu dažādos viļņu garumos.
Pēc tam viņi varēja noteikt, ka PDS 70b ir gāzes gigants, kuram ir aptuveni deviņas Jupitera masas un virsmas temperatūra aptuveni 1000 ° C (1832 ° F), padarot to par īpaši “karstu super-Jupiteru”. Planētai jābūt jaunākai par tās vieszvaigzni, un, iespējams, tā joprojām aug. Dati arī norādīja, ka planētu ieskauj mākoņi, kas maina radiāciju, ko izstaro planētas kodols un tās atmosfēra.
Pateicoties uzlabotajiem izmantotajiem instrumentiem, komanda varēja iegūt arī planētas un tās sistēmas tēlu. Kā redzams attēlā (ievietots augšpusē) un zemāk esošajā videoklipā, planēta ir redzama kā spilgts punkts pa labi no melninātā attēla centra. Šis tumšais reģions ir radies korongrāfa dēļ, kas bloķē zvaigznes izstaroto gaismu, lai komanda varētu atklāt daudz tālāko pavadoni.
Kā nesenā ESO preses paziņojumā paskaidroja MPIA doktorants Miriam Keppler:
Šie diski ap jaunām zvaigznēm ir planētu dzimšanas vietas, taču līdz šim tikai nedaudzos novērojumos ir atklāti mājieni par mazuļu planētām tajās. Problēma ir tā, ka līdz šim lielākajai daļai no šiem planētas kandidātiem varēja būt tikai iezīmes diskā. ”
Papildus jaunās planētas pamanīšanai pētnieku grupas arī atzīmēja, ka tā ir veidojusi protoplanētisko disku, kas riņķo ap zvaigzni. Būtībā planētas orbīta ir izsekojusi milzu caurumu diska centrā pēc tam, kad no tā ir uzkrājies materiāls. Tas nozīmē, ka PDS 70 b joprojām atrodas dzimšanas vietas tuvumā, visticamāk, tas joprojām būs uzkrājošais materiāls un turpinās augt un mainīties.
Gadu desmitiem astronomi ir zinājuši par šīm nepilnībām protoplanetārajā diskā un sprieduši, ka tos ražo planēta. Tagad viņiem beidzot ir pierādījumi šīs teorijas atbalstam. Kā paskaidroja Andrē Mīlers:
“Keplera rezultāti dod mums jaunu logu uz sarežģītajiem un slikti izprotamajiem planētas evolūcijas sākuma posmiem. Mums vajadzēja novērot planētu jaunās zvaigznes diskā, lai patiešām saprastu procesus, kas notiek aiz planētas veidošanās.“
Šie pētījumi būs astronomu svētīgs, īpaši, ja runa ir par planētas veidošanās un evolūcijas teorētiskajiem modeļiem. Nosakot planētas atmosfēras un fizikālās īpašības, astronomi ir spējuši pārbaudīt galvenos Nebular hipotēzes aspektus. Šīs jaunās, putekļu apņemtās planētas atklāšana nebūtu notikusi, ja nebūtu ESO SPHERE instrumenta iespēju.
Šis instruments pēta eksoplanetes un diskus ap tuvējām zvaigznēm, izmantojot paņēmienu, kas pazīstams kā augsta kontrasta attēlojums, bet arī paļaujas uz progresīvām stratēģijām un datu apstrādes paņēmieniem. Papildus tam, ka bloķē zvaigznes starojumu ar koronagrāfu, SPHERE spēj izfiltrēt vāju planētu pavadoņu signālus ap košām jaunām zvaigznēm vairākos viļņu garumos un laikmetos.
Kā nesenā MPIA paziņojumā presei sacīja profesors Tomass Henings - MPIA direktors, SPHERE instrumenta vācu pētnieks un abu pētījumu vecākais autors:
Pēc desmit gadu laikā izstrādātu jaunu jaudīgu astronomisko instrumentu, piemēram, SPHERE, šis atklājums mums parāda, ka mēs beidzot varam atrast un izpētīt planētas to veidošanās laikā. Tas ir ilgi lolota sapņa piepildījums. ”
Turpmākie šīs sistēmas novērojumi ļaus arī astronomiem pārbaudīt citus planētas veidošanās modeļu aspektus un uzzināt par planētu sistēmu agrīno vēsturi. Šie dati arī ļoti palīdzēs noteikt, kā mūsu Saules sistēma izveidojās un attīstījās tās agrīnās vēstures laikā.
