Astronomi pirmo reizi ir atklājuši pavadoņus, kas veidojas gružu diskā ap lielu eksoplanetu. Astronomi jau ilgu laiku ir aizdomas, ka šādi lielāki planētas, piemēram, Jupiters mūsu Saules sistēmā, iegūst savus mēnešus. Tas viss notiek ap ļoti jaunu zvaigzni ar nosaukumu PDS 70, apmēram 370 gaismas gadu attālumā Kentauru zvaigznājā.
“Pirmo reizi mēs pārliecinoši varam redzēt plakneplāna diska indikatora zīmes…”
Andrea Isella, galvenā autore, Rīza universitāte
Pieņemto teoriju par to, kā veidojas planētas, sauc par miglāju hipotēzi. Viss sākas ar zvaigznes izveidošanos milzīgā gāzes mākonī, ko sauc par milzu molekulāro mākoni (GMC). Zvaigznei veidojoties, mākonis tiek veidots par rotējošu saplacinātu gāzes un putekļu disku, ko sauc par protoplanētisko disku jeb apļveida disku. Materiāls šajā diskā sāk sagrupēties salikumos, un šie salipumi pārvēršas planētās.
Ja diskā esošās planētas masa palielinās vairāk nekā par aptuveni 10 Zemes masām, notiek kaut kas cits. Savas masas dēļ šī planēta paver plaisu protoplanētiskajā diskā. Materiālam izejot caur šo plaisu, tas var pietuvoties pietiekami tuvu planētai, ka planētas gravitācija dominē saimnieka zvaigznes gravitācijā. Pēc tam šis materiāls tiek ieslodzīts apļveida planetārajā diskā (CPD), kas rotē ap planētu, tāpat kā disks diskā.
Liela daļa materiāla, kas atrodas starpplanētu diskā, tiek akreditēts veidojošajā planētā. Bet ne visi no tā. Tie paši spēki, kas radīja planētas no riņķveida diska, iet uz darbu. Viņi var radīt pavadoņus no materiāla, kas rotē diskā ap planētu.
Tagad astronomu komanda pirmo reizi ir pamanījusi šo apaļo planētu disku un tajā veidojošos pavadoņus.
Pētījuma galvenais autors, kurš ieskicē šos atradumus, ir Andrea Isella, Rīso universitātes astronome Hjūstonā, Teksasā. Rezultāti tika publicēti The Astrophysical Journal vēstulēs, un to nosaukums ir “Nepārtraukta submilimetra emisijas noteikšana, kas saistīta ar protoplaneetām”.
"Planētas veidojas no gāzes un putekļu diskiem ap jaunveidojamām zvaigznēm, un, ja planēta ir pietiekami liela, tā var veidot pats savu disku, vācot materiālu orbītā ap zvaigzni," sacīja Isella. "Jupiters un tā pavadoņi, piemēram, ir nedaudz planētu sistēmas mūsu Saules sistēmā, un tiek uzskatīts, ka Jupitera pavadoņi veidojas no apļveida planetārā diska, kad Jupiters bija ļoti jauns."
Tas viss notiek ap zvaigzni PDS 70. Šī zvaigzne bija ziņās apmēram pirms gada, kad astronomi apļveida diskā iemūžināja pirmo reizi jaunizveidotās planētas attēlu. Šo planētu sauc par PDS 70b. Šis atklājums toreiz bija lielas ziņas laba iemesla dēļ.
PDS 70b nav vienīgā planēta, kas riņķo ap zvaigzni. Orbītā ir arī cita planēta, PDS 70c, un viņi abi ir gāzes giganti. Abas šīs planētas Eiropas Dienvidu observatorijas (ESO) ļoti lielais teleskops (VLT) uztvēra optiskā un infrasarkanā starojumā. Siltais ūdeņraža mirdzums, kas uzkrājas planētu pāros, ir tas, kas viņus atdeva.
Komanda apvienoja VLT novērojumus ar jauniem radio novērojumiem no Atacama Large Millimeter / sub-Millimeter Array (ALMA.). Rezultāts ir pārliecinoši pierādījumi par protoplanētisko disku ap attālāko zvaigzni, PDS 70c.
"Pirmoreiz pārliecinoši varam redzēt apkārtplāna planēta diska indikatora zīmes, kas palīdz atbalstīt daudzas no pašreizējām teorijām par planētas veidošanos," sacīja galvenā autore Andrea Isella.
"Salīdzinot mūsu novērojumus ar augstas izšķirtspējas infrasarkanajiem un optiskajiem attēliem, mēs skaidri redzam, ka citādi mīklaina sīku putekļu daļiņu koncentrācija faktiski ir planētu apjozošs putekļu disks - pirmā šāda pazīme, kas jebkad ir pārliecinoši novērota," viņš sacīja. Pēc pētnieku domām, šī ir arī pirmā reize, kad planēta ir skaidri redzama šajās trīs atšķirīgajās gaismas joslās.
Viens atbildēts uz jautājumu, cits uzdots
PDS 70b un c attēlo atšķirīgas īpašības, un šī pētījuma komanda nav precīzi pārliecināta, ko tas viss nozīmē.
"Kas tas ir un ko tas nozīmē šai planētu sistēmai, vēl nav zināms."
Andrea Isella, galvenā autore, Rīza universitāte
PDS 70c, pāra vistālākā zvaigzne, ir tik tālu no tās zvaigznes, cik Neptūns atrodas no Saules. Tas atrodas tieši tajā pašā vietā, kur acīmredzams putekļu mezgls, kas redzams ALMA datos. Tā kā šī planēta tik spoži spīd gaismas infrasarkanajās un ūdeņraža joslās, astronomi var pārliecinoši apgalvot, ka pilnībā veidota planēta jau atrodas orbītā. Spilgtās infrasarkanās un ūdeņraža joslas parāda, ka uz planētas virsmas joprojām tiek pievadīta tuvumā esošā gāze, pabeidzot pusaudža izaugsmes stimulu.
Astronomi lēš, ka PDS 70c ir aptuveni 1 līdz 10 reizes lielāks par Jupitera masu. "Ja planēta atrodas šī aprēķina lielākajā galā, ir pilnīgi iespējams, ka ap to varētu veidoties planētas lieluma pavadoņi," atzīmēja Isella.
Bet PDS 70b notiek kaut kas cits. Planētām, kas atrodas apmēram tādā pašā attālumā no tās zvaigznes kā Urāns ir no Saules, ir putekļu masa, kas aiz tās slēpjas kā aste. Un astronomi nav pārliecināti, kā tas iederas.
"Kas tas ir un ko tas nozīmē šai planētu sistēmai, vēl nav zināms," sacīja Isella. "Vienīgais, ko varam pateikt, ir tas, ka tas ir pietiekami tālu no planētas, lai būtu neatkarīga īpašība."
Astronomi ir diezgan pārliecināti, ka process, ko viņi var redzēt spēlējot ap PDS 70c, ir tas pats process, kas darbojās, lai izveidotu Jupitera pavadoņus. Tomēr ir vērts atzīmēt, ka mūsu Saules sistēmas cits gāzes gigants atšķiras no Jupitera. Saturna pavadoņi, iespējams, tika izveidoti apļveida planetārā diska rezultātā, bet tā ledus gredzenus, visticamāk, radīja komētas un citi akmeņaini ķermeņi, ietriecoties savā starpā.
Šīs eksoplanetārās sistēmas ir ļoti grūti ievērot optiskā un infrasarkanā gaismā. Zvaigžņu enerģija tajās spektra daļās izsmej gaismu no planētām. Bet ne ALMA.
ALMA koncentrējas uz radioviļņiem, un zvaigznes tikai vāji izstaro radioviļņus. Komanda saka, ka viņi var turpināt novērot PDS 70 sistēmu kopā ar ALMA, lai skatītos, kā tā mainās un attīstās.
"Tas nozīmē, ka mēs varēsim atgriezties pie šīs sistēmas dažādos laika periodos un vieglāk kartēt planētu orbītu un putekļu koncentrāciju sistēmā," secināja Isella. "Tas mums sniegs unikālu ieskatu par saules sistēmu orbitālajām īpašībām to agrīnajos attīstības posmos."
Šī apļveida planetārā diska atklāšana un tajā iespējamie pavadoņi ir interesanti paši par sevi, taču veids, kā komanda atrada disku, ir daudzsološs arī nākotnē. Lai gan ir atrasti citi, šis pētījums ir pārliecinošākais.
"Ir nedaudz kandidātu planētu, kuras ir atklātas diskos, taču tas ir ļoti jauns lauks, un par visām tām joprojām diskutē," sacīja Isella. “(PDS 70 b un PDS 70 c) ir vieni no visspēcīgākajiem, jo ir veikti neatkarīgi novērojumi ar dažādiem instrumentiem un metodēm.”
Sava darba noslēgumā autori saka: "Mēs uzskatām, ka optiskie, NIR un (sub) milimetru novērojumi ir ļoti savstarpēji papildinoši, jo tie kontrolē dažādus planētas akrēcijas procesu aspektus un tos ietekmē dažādas sistemātiskas kļūdas." Viņi arī atzīmē, ka tikai ALMA nevar paveikt darbu. Apvienojot dažādus novērojumus, viņi ir atvēruši šīs eksoplanetes un to diskus līdz detalizētākam pētījumam.
No pētījuma: “Tā kā ALMA un esošie optiskie teleskopi sasniedz visas attēlveidošanas iespējas, gaidāmie tuvējo apļveida disku novērojumi, kam raksturīgi dobumi un spraugas, piemēram, tie, kas novēroti PDS 70, varētu atklāt vairāk jaundzimušo planētu, kas mijiedarbojas ar viņu dzimšanas disku. Šādi novērojumi ir ļoti svarīgi, lai izpētītu procesus, kas ir atbildīgi par planētu sistēmu veidošanos. ”
Avoti:
- Preses relīze: “Mēnesi veidojošs” apaļais planētas disks, kas atklāts tālu zvaigžņu sistēmā
- Preses relīze: Mēness veidojošais disks atklāts ap tālu planētu
- Pētniecības darbs: Nepārtraukta submilimetra emisijas noteikšana, kas saistīta ar protoplaneetām
