Mākslinieka koncepcija par Jupiteram līdzīgu planētu, kas riņķo ap zvaigzni. Attēla kredīts: NASA Noklikšķiniet, lai palielinātu
Izmantojot NASA Spicera kosmisko teleskopu, Ročesteras universitātes vadītā astronomu komanda ir atklājusi nepilnības, kas apvij putekļainos diskus ap divām ļoti jaunām zvaigznēm, kas liek domāt, ka tur ir izveidojušās gāzes milzu planētas. Pirms gada šie paši pētnieki atrada pierādījumus par pirmo “mazuļu planētu” ap jaunu zvaigzni, izaicinot lielāko astrofiziku modeļus par milzu planētas veidošanos.
Jaunie atradumi Astrophysical Journal Letters 10. septembra numurā ne tikai pastiprina domu, ka tādas milzu planētas kā Jupiters veidojas daudz ātrāk, nekā zinātnieki tradicionāli ir gaidījušas, bet viena no gāzēm pakļautajām zvaigznēm, kuras nosaukums ir GM Aurigae, ir analoga mūsu pašu Saules sistēma. Tikai viena miljona gadu vecumā zvaigzne dod unikālu logu, kā varētu būt izveidojusies mūsu pasaule.
“GM Aurigae būtībā ir daudz jaunāka mūsu Saules versija, un sprauga tā diskā ir aptuveni tikpat liela kā telpa, kuru aizņem mūsu pašu milzu planētas,” saka Dan Watson, Ročesteras Universitātes fizikas un astronomijas profesors un Spitzer IRS Disks pētījumu grupas vadītājs. “Skatīšanās uz to ir tāda pati kā mazuļu attēlu skatīšana uz mūsu Sauli un ārējo Saules sistēmu,” viņš saka.
"Rezultāti rada izaicinājumu esošajām teorijām par milzu planētu veidošanos, it īpaši tām, kurās planētas veidojas pakāpeniski miljonu gadu laikā," saka Nūrija Kalvete, Mičiganas Universitātes astronomijas profesore un galvenā darba autore. "Pētījumi, piemēram, šis, galu galā palīdzēs mums labāk izprast, kā veidojas mūsu ārējās planētas, kā arī citas Visuma planētas."
Jaunās “mazuļu planētas” dzīvo izcirtumos, ko viņi norakuši diskos ap zvaigznēm DM Tauri un GM Aurigae, kas atrodas 420 gaismas gadu attālumā Vērša zvaigznājā. Šajos diskos vairākus gadus ir aizdomas, ka tajos ir centrālie caurumi, kas varētu būt saistīti ar planētas veidošanos. Jaunie spektri tomēr neatstāj nekādu šaubu: spraugas ir tik tukšas un ar asu malu, ka planētu veidošanās līdz šim ir vispiemērotākais to parādīšanās skaidrojums.
Jaunās planētas vēl nevar tieši redzēt, taču Spicera infrasarkanā spektrogrāfa (IRS) instruments skaidri parādīja, ka trūkst putekļu laukuma, kas apņem noteiktas zvaigznes, stingri liekot domāt, ka ap katru ir planēta. Protoplanetārā diska putekļi ir karstāki centrā netālu no zvaigznes, un tādējādi lielāko daļu gaismas izstaro īsākā viļņu garumā nekā diska vēsāks ārējais attālums. IRS Disks komanda atklāja, ka visos pēkšņajos infrasarkanajos viļņu garumos ir pēkšņs gaismas izstarojuma deficīts, kas stingri norāda uz diska centrālās daļas neesamību. Pēc zvaigžņu standartiem šīs zvaigznes ir ļoti jaunas, apmēram miljons gadu vecas, un tās joprojām ieskauj viņu embrionālās gāzes diski. Vienīgais dzīvotspējīgais izskaidrojums gāzes neesamībai, kas varētu notikt īsā zvaigznes darbības laikā, ir tāda, ka planēta - visdrīzāk tāds gāzes gigants kā mūsu Jupiters - riņķo ap zvaigzni un gravitācijas ceļā “izsvītro” gāzi šajā attālumā zvaigzne.
Tāpat kā pagājušā gada jauno planētu atradumos, šie novērojumi ir izaicinājums visām esošajām teorijām par milzu planētu veidošanos, it īpaši tām “kodolu akrecijas” modeļiem, kurās šādas planētas ir veidotas ar mazāku ķermeņu ieskrūvēšanu, kurām ir nepieciešams daudz milzu planētas izveidošanai ir nepieciešams vairāk laika nekā šo sistēmu vecums.
IRS Disks komanda atklāja kaut ko citu, kas ziņkārīgs par GM Aurigae. Tā vietā, lai veiktu vienkāršu putekļu diska centrālu notīrīšanu, tāpat kā citos pētītajos gadījumos, GM Aurigae diskā ir redzama sprauga, kas blīvu, putekļainu ārējo disku atdala no smalka iekšējā. Tas varētu būt vai nu starpposms, jo jaunā planēta notīra apkārt esošos putekļus un noved pie pilnīgas centrālās tīrīšanas, tāpat kā citi “mazuļu planētas” diski, vai arī tas var būt saistīts ar vairāku planētu veidošanos īsā laikā un izslaucīšanu putekļi sarežģītākā veidā.
GM Aurigae ir 1,05 reizes lielāka nekā mūsu Saules - tuva dvīņa - masa, tāpēc tā pārtaps par zvaigzni, kas ir ļoti līdzīga Saulei. Ja tā būtu pārklāta ar mūsu Saules sistēmu, atklātā plaisa aptuveni paplašinātos no Jupitera orbītas (460 miljoni jūdžu) līdz Urāna orbītā (1,7 miljardi jūdžu). Tas ir tas pats diapazons, kurā parādās mūsu pašu sistēmā esošās gāzes milzu planētas. Mazas, ar gāzi nesaistītas planētas, tādas akmeņainas pasaules kā Zeme, neslaucītu tik daudz materiāla un nebūtu nosakāmas no putekļu trūkuma.
Špicera kosmiskais teleskops tika palaists orbītā 2003. gada 25. augustā. IRS Disks pētījumu komandu vada dalībnieki, kas uzbūvēja Špicera infrasarkano spektrogrāfu, un tajā ietilpst Ročesteras universitātes, Kornellas universitātes, Mičiganas universitātes, Autonomās nacionālās universitātes astronomi. Meksikas universitāte, Virdžīnijas universitāte, Ithaca koledža, Arizonas universitāte un UCLA. NASA reaktīvo dzinēju laboratorija Pasadenā, Kalifornijā, vada Spicera kosmiskā teleskopa misiju NASA Zinātniskās misijas direktorātā Vašingtonā. Zinātniskās operācijas tiek veiktas Spicera zinātnes centrā Kalifornijas Tehnoloģiju institūtā, arī Pasadena.
