370 gaismas gadu attālumā no mums Saules sistēma veido mazuļu planētas. Zvaigzne, kura centrā ir viss, ir jauna, tikai apmēram 6 miljonus gadu veca. Un tā mazuļi ir divas milzīgas planētas, iespējams, abi gāzes giganti, kas barojas ar gāzveida vielām no zvaigznes apkārtmēra diska.
Saimnieciskā zvaigzne šajā sistēmā tiek saukta par PDS 70. PDS 70 ir nedaudz mazāka un mazāk masīva nekā mūsu saule, un tā joprojām veido pati lietu. Šī jaunā zvaigzne ir T Tauri zvaigzne, kas būtībā nozīmē, ka viņi ir ļoti jauni un tikai sāk dzīvi. Tā kā planētas ir tik jaunas, tās joprojām orbītā veidojas. Un redzēt, ka topošās planētas joprojām veidojas, ir tas, ko astronomi tikai tagad sāk labi izmantot.
"Šī ir pirmā nepārprotama divu planētu sistēmas atklāšana, kas veido diska spraugu."
Džūljens Girards, Kosmiskā teleskopa zinātnes institūts.
Šo jauno, joprojām veidojošo planētu attēlus padara interesantus tas, ka tie ir pierādījumi, kas atbalsta mūsu ilgstošo teoriju par to, kā planētas veidojas jaunajās saules sistēmās. Šī teorija tiek dēvēta par Nebulārā hipotēzi, un tā pastāv jau vairākus gadu desmitus, bet bez novērošanas pierādījumiem, lai to pamatotu.
Nebulu hipotēze
Zvaigznes veidojas no masīviem mākoņiem, kas galvenokārt sastāv no ūdeņraža un kurus sauc par molekulārajiem mākoņiem. Molekulārie mākoņi ir gravitācijas ziņā nestabili, un gāzei ir tendence salipt kopā. Galu galā viens no šiem salipumiem sāk sniega pikas un kļūst arvien lielāks. To darot, mākonis izlīdzinās kā pankūka un sāk griezties, un, kad centrālais klucis kļūst pietiekami blīvs, tas aizdegas saplūšanā un rodas zvaigzne. Daudzas zvaigznes atrodas binārajās sistēmās, kad no molekulārā mākoņa veidojas divas zvaigznes.
Bet zvaigzne centrā nav vienīgais pūznis. Rotējošā gāzē veidojas citi, mazāki pikas, un tie var veidoties planētās. Dažas no gāzveida planētām, piemēram, Jupiters un Saturns mūsu Saules sistēmā, var kļūt patiešām lielas. (Astronomi dažreiz atsaucas uz Jupiteru un Saturnu kā “neizdevušām zvaigznēm”, jo viņi bija ceļā kļūt par zvaigznēm, bet nevarēja tur īsti nokļūt.)
Ja jūs varētu iesaldēt procesu tur, jūs redzētu jaunu zvaigzni plakanā, rotējošā gāzes mākonī. Bet gāzē jūs redzētu gredzenveida spraugas, kur planētas ir aizņemtas, slaucot materiālu un kļūstot par planētām. Šo procesu sauc par akreciju. Un tas vairs nav molekulārs mākonis, tagad to sauc par “protoplanētisko disku”, jo tas ir diska forma un tajā veidojas proto planētas.
Un tieši to redz astronomi.
Faktisko planētu apskate
Šajos jaunajos attēlos ir patīkami, ka mēs ne tikai redzam spraugas un gredzenus, kas signalizē par planētas klātbūtni, bet arī pašas reālās planētas. Un tā ir tikai otrā reize, kad mēs noteikti redzam divu planētu sistēmu, kas veido spraugas diskā. (Četru planētu sistēma ar nosaukumu HR 8799 tika parādīta 2008. gadā.)
"Mēs bijām ļoti pārsteigti, kad atradām otro planētu."
Sebastians Haffert, Leidenas observatorijas galvenais autors.
"Šī ir pirmā nepārprotama divu planētu sistēmas atklāšana, kas grebj diska spraugu," sacīja Džūljens Girards no Kosmosa teleskopa zinātniskā institūta Baltimoras štatā, Mērilendā.
Šajā jaunajā pētījumā, kas publicēts Nature Astronomy 3. jūnija numurā, astronomu komanda izmantoja MUSE spektrogrāfu Eiropas Dienvidu observatorijas ļoti lielajā teleskopā (VLT.).
Redzēt protoplanetārā diska iekšpusē ir grūts uzdevums. Ne tikai zvaigzne ir patiešām spoža, dominējot attēlā, bet visas diskā esošās gāzes un putekļi var bloķēt gaismu, kas nāk no veidojošajām planētām. MUSE instrumentam ir spēja kārtīgi aizslēgties pret mākoņa ūdeņraža izstaroto gaismu, kas liecina par ūdeņraža uzkrāšanos nekustīgās planētās.
“Mēs bijām ļoti pārsteigti, kad atradām otro planētu,” uz papīra teica Sebastians Haffert no Leidenas observatorijas, galvenais autors.
“Izmantojot tādas iespējas kā ALMA, Habla vai lielus uz zemes bāzētus optiskos teleskopus ar adaptīvo optiku, mēs visā redzam diskus ar gredzeniem un spraugām. Atklātais jautājums ir bijis, vai tur ir planētas? Šajā gadījumā atbilde ir jā, ”skaidroja Girard.
Ko komanda pamanīja, bija planēta ar nosaukumu PDS 70c. (Cita planēta tajā pašā sistēmā ar nosaukumu PDS 70b pirmo reizi tika pamanīta apmēram pirms gada.)
Jaunā planēta PDS 70c atrodas netālu no diska ārējās malas un atrodas aptuveni 3,3 miljardu jūdžu attālumā no zvaigznes. Tas ir apmēram tāds pats attālums kā Neptūns ir no Saules. Astronomiem ir tikai provizoriski aprēķini par planētas masu, taču viņi lēš, ka PDS 70c ir no 1 līdz 10 reizes masīvāks nekā Jupiters.
Iepriekš atklātā planēta PDS 70b atrodas apmēram 2 miljardu jūdžu attālumā no zvaigznes, apmēram tāds pats kā Urāns mūsu Saules sistēmā. Tā masa ir no 4 līdz 17 reizes lielāka par Jupitera masu.
Tagad mēs gaidām. Džeimsa Veba teleskopam
Šo jauno eksoplanetu attēlu iegūšana ir MUSE spektrogrāfa laimīgs negadījums. Sākotnēji instruments tika izstrādāts, lai pētītu galaktikas un zvaigžņu kopas. Bet kā izrādās, tas ir labi, lai veidotu eksoplanetu veidošanās procesu. Un šis negadījums ir palīdzējis miglāja hipotēzi pārvietot no hipotēzes uz akceptēto teoriju.
Šis jaunais novērošanas režīms tika izstrādāts, lai pētītu galaktikas un zvaigžņu kopas ar augstāku telpisko izšķirtspēju. Bet šis jaunais režīms padara to piemērotu arī eksoplanētu attēlveidošanai, kas nebija oriģināls MUSE instrumenta zinātnes virzītājspēks, ”sacīja Haferts.
Nākotnē (nākotnē, kas aizkavējas) Džeimsa Veba kosmiskais teleskops (JWST) uzlabos jauno planētu, kas veidojas šajos diskos, izpēti. Tiklīdz būs beidzies šī uzlabotā kosmosa teleskopa nebeidzamā gaidīšana, tā jaudai vajadzētu ļaut astronomiem nokļūt līdz nullei ar ļoti specifiskiem gaismas viļņu garumiem, ko izstaro, sasaistot ūdeņradi.
Tas nozīmē, ka zinātnieki varēs izmērīt diskā esošās ūdeņraža temperatūru, kā arī tā blīvumu. Zinot abas šīs lietas, mēs varēsim patiešām saprast, kā veidojas gāzes milzu planētas.
Bet pagaidām vismaz mums ir planētu attēli, un, kad astronomi skatās uz galaktiku un redz šīs jaunās zvaigžņu sistēmas un disku spraugas, viņi var būt droši, ka tur patiešām ir planētas.
