От десетилетия най-широко приетото схващане за това как се е образувала нашата Слънчева система е Небуларната хипотеза. Според тази теория Слънцето, планетите и всички други обекти в Слънчевата система са се образували от мъгляви материали преди милиарди години. Този прах претърпя гравитационен срив в центъра, образувайки нашето Слънце, докато останалата част от материала образуваше циркулационен пръстен от остатъците, който се сля, за да образува планетите.
Благодарение на развитието на съвременните телескопи астрономите успяха да сондират други звездни системи, за да тестват тази хипотеза. За съжаление в повечето случаи астрономите успяват да наблюдават само пръстени от отломки около звезди с намеци за формиране на планети. Едва наскоро екип от европейски астрономи успя да заснеме изображение на новородена планета, като по този начин демонстрира, че пръстените от отломки наистина са родното място на планетите.
Изследванията на екипа се появиха в два документа, които наскоро бяха публикувани в Астрономия и астрофизика, озаглавен „Откриване на планетарно-масов спътник в пролуката на преходния диск около PDS 70“ и „Орбитална и атмосферна характеристика на планетата в пропастта на преходния диск PDS 70“. Екипът, стоящ зад двете проучвания, включва член от Института за астрономия „Макс Планк“ (MPIA), както и множество обсерватории и университети.
За целите на своите проучвания екипите са избрали PDS 70b, планета, която е била открита на разстояние 22 астрономически единици (AU) от приемащата си звезда и за която се смята, че е новосформирано тяло. В първото проучване - което беше ръководено от Мириам Кеплер от Института за астрономия „Макс Планк“ - екипът посочи как проучват протопланетарния диск около звездния PDS 70.
PDS 70 е нискомасова T-Таури звезда, разположена в съзвездието Кентавър, на приблизително 370 светлинни години от Земята. Това проучване е извършено с помощта на архивни изображения в близката инфрачервена лента, направени от спектрално-поляриметричния висококонтрастен инструмент за проучване на екзопланета (SPHERE) на много големия телескоп (VLT) на ESO и близко инфрачервения коронаграфски апарат на южния телескоп на Близнаци ,
Използвайки тези инструменти, екипът направи първото стабилно откриване на млада планета (PDS 70b), която орбитира в рамките на празнина в протопланетарния диск на звездата си и се намира на около три милиарда км (1,86 милиарда мили) от централната си звезда - приблизително на същото разстояние между Уран и Слънцето Във второто проучване, ръководено от Андре Мюлер (също от MPIA), екипът описва как са използвали инструмента SPHERE за измерване на яркостта на планетата при различни дължини на вълната.
От това те успяха да определят, че PDS 70b е газов гигант, който има около девет маси Юпитер и повърхностна температура от около 1000 ° C (1832 ° F), което го прави особено „горещ Супер-Юпитер“. Планетата трябва да е по-млада от приемащата си звезда и вероятно все още расте. Данните сочат също, че планетата е заобиколена от облаци, които променят радиацията, излъчвана от планетарното ядро и нейната атмосфера.
Благодарение на усъвършенстваните инструменти, екипът успя да придобие имидж на планетата и нейната система. Както можете да видите от изображението (публикувано отгоре) и видеото отдолу, планетата се вижда като ярка точка вдясно от почернелия център на изображението. Този тъмен регион се дължи на коронграф, който блокира светлината от звездата, така че екипът да открие много по-белия спътник.
Както Мириам Кеплер, докторантура в MPIA, обясни в неотдавнашно изявление за пресата на ESO:
„Тези дискове около младите звезди са местата за раждане на планетите, но досега само шепа наблюдения са открили намеци за бебешки планети в тях. Проблемът е, че досега повечето от тези кандидати за планета можеха просто да имат функции в диска. "
Освен, че забелязват младата планета, изследователските екипи също отбелязват, че тя е изваяла протопланетарния диск в орбита на звездата. По същество орбитата на планетата е проследила гигантска дупка в центъра на диска, след като е натрупала материал от нея. Това означава, че PDS 70 b все още се намира в близост до мястото му на раждане, вероятно все още ще натрупва материал и ще продължи да расте и да се променя.
От десетилетия астрономите знаят за тези пропуски в протопланетарния диск и спекулират, че са произведени от планета. Сега най-накрая имат доказателства в подкрепа на тази теория. Както обясни Андре Мюлер:
“Резултатите на Keppler ни дават нов прозорец към сложните и неразбрани ранни етапи на планетарната еволюция. Трябваше да наблюдаваме планета в диска на млада звезда, за да разберем наистина процесите зад формирането на планетата.“
Тези изследвания ще бъдат благодат за астрономите, особено що се отнася до теоретичните модели за формиране и развитие на планетата. Чрез определяне на атмосферните и физическите свойства на планетата астрономите успяха да тестват ключови аспекти на Небуларната хипотеза. Откриването на тази млада, покрита с прах планета, нямаше да е, ако не беше възможностите на инструмента SPHERE на ЕСО.
Този инструмент проучва екзопланети и дискове около близките звезди, използвайки техника, известна като висококонтрастно изображение, но също така разчита на модерни стратегии и техники за обработка на данни. В допълнение към блокирането на светлината от звезда с коронаграф, SPHERE е в състояние да филтрира сигналите на слаби планетни спътници около ярки млади звезди при множество дължини на вълната и епохи.
Както проф. Томас Хенинг - директорът в MPIA, германският сътрудник на инструмента SPHERE и старши автор на двете проучвания - заяви в неотдавнашно прессъобщение на MPIA:
„След десет години разработване на нови мощни астрономически инструменти като СФЕРА, това откритие ни показва, че най-накрая успяваме да открием и изучим планетите в момента на тяхното формиране. Това е сбъдването на една дълго съкровена мечта. "
Бъдещите наблюдения на тази система също ще позволят на астрономите да тестват други аспекти на моделите за формиране на планети и да се запознаят с ранната история на планетарните системи. Тези данни също ще изминат дълъг път към определяне как нашата собствена Слънчева система се е формирала и еволюирала през ранната си история.
