На 370 светлинни години от нас слънчевата система създава бебешки планети. Звездата в центъра на всичко това е млада, само на около 6 милиона години. И неговите бебета са две огромни планети, вероятно и газови гиганти, кърмещи газообразна материя от циркуларния диск на звездата.
Домакинската звезда в тази система се нарича PDS 70. PDS 70 е малко по-малък и по-малко масивен от нашето Слънце и все още натрупва самата материя. Тази млада звезда е звезда от Т Таури, което всъщност означава, че са много млади и тепърва започват в живота. Тъй като е толкова млада, планетите все още са в процес на формиране в орбита около нея. А виждането на зараждащите се планети все още се формират е нещо, което астрономите едва сега започват да се оправят.
„Това е първото недвусмислено откриване на система от две планети, издълбаваща дискова пропаст.“
Жулиен Жирард, Научен институт за космически телескопи.
Това, което прави изображенията на тези млади, все още формиращи се планети интересни е, че те са доказателство в подкрепа на нашата дългогодишна теория за това как планетите се формират в младите слънчеви системи. Тази теория се нарича Мъглява хипотеза и съществува от десетилетия, но без наблюдението, което да я подкрепи.
Мъглявата хипотеза
Звезди се образуват от масивни облаци от предимно водород, наречени молекулярни облаци. Молекулярните облаци са гравитационно нестабилни и газът има тенденция да се струпва. В крайна сметка една от тези бучки започва снежна топка и става все по-голяма. По този начин облакът се изравнява като палачинка и започва да се върти, а когато централната бучка стане достатъчно плътна, тя се запалва в сливане и се ражда звезда. Много звезди са в двоични системи, когато две звезди се образуват от молекулния облак.
Но звездата в центъра не е единствената буца. Други, по-малки бучки се образуват във въртящия се газ и те могат да се образуват в планети. Някои от газообразните планети, като Юпитер и Сатурн в нашата собствена Слънчева система, могат да станат наистина големи. (Астрономите понякога наричат Юпитер и Сатурн като „неуспешни звезди“, защото са били на път да станат звезди, но не са могли да стигнат дотам.)
Ако можете да замразите процеса там, ще видите млада звезда в центъра на плосък, въртящ се облак газ. Но в газа ще видите пръстеновидни пропуски, където планетите са заети да преместват материал и стават, добре, планети. Този процес се нарича аккреция. И той вече не е молекулен облак, сега се нарича „протопланетен диск“, защото той е форма на диск и в него се формират протопланети.
И точно това виждат астрономите.
Виждайки действителните планети
Хубавото на тези нови изображения е, че не можем да виждаме само пропуските и пръстените, които сигнализират за присъствието на планета, а и самите реални планети. И едва вторият път със сигурност виждаме система от две планети, която прави пропуски в диска. (Система с четири планети, наречена HR 8799, е представена през 2008 г.)
„Бяхме много изненадани, когато намерихме втората планета.“
Себастиян Хаферт, водещ автор, обсерватория Лайден.
„Това е първото недвусмислено откриване на система от две планети, издълбаваща дискова пропаст“, казва Жулиен Жирар от Научния институт за космически телескопи в Балтимор, Мериленд.
В това ново изследване, публикувано в броя на 3 юни на Nature Astronomy, екипът от астрономи използва спектрографа MUSE в много големия телескоп на Европейската южна обсерватория (VLT.)
Виждането в протопланетен диск е трудна задача. Звездата е не само ярка, доминираща върху изображението, но и целият газ и прах в диска могат да блокират светлината, идваща от формиращите се планети. Инструментът MUSE има силата да сортира заключване към светлината, излъчвана от водорода в облака, което е знак за водород, който се аккредира в все още формиращи се планети.
„Бяхме много изненадани, когато намерихме втората планета“, казва Себастиян Хаферт от обсерваторията Лайден, водещ автор на хартията.
„С съоръжения като ALMA, Hubble или големи наземни оптични телескопи с адаптивна оптика виждаме дискове с пръстени и пролуки навсякъде. Откритият въпрос беше, има ли планети там? В този случай отговорът е ", обясни Жирард.
Това, което екипът забеляза, беше планета, наречена PDS 70c. (Друга планета в същата система, наречена PDS 70b, беше забелязана за първи път преди около година.)
Новата планета, PDS 70c, е близо до външния ръб на диска и е на приблизително 3,3 милиарда мили от звездата. Това е приблизително същото разстояние, на което Нептун е от Слънцето. Астрономите имат само предварителни оценки за масата на планетата, но преценяват, че PDS 70c е между 1 до 10 пъти по-масивен от Юпитер.
Откритата досега планета, PDS 70b, е на около 2 милиарда мили от звездата, приблизително същата като Уран в нашата Слънчева система. Тя е между 4 до 17 пъти по-голяма от масата на Юпитер.
Сега чакаме. За телескопа на Джеймс Уеб
Получаването на изображения на тези млади екзопланети е щастлив инцидент за спектрографа MUSE. Първоначално инструментът е разработен за изучаване на галактики и звездни клъстери. Но както се оказва, е добре да забележите екзопланети в процеса на формиране. И този инцидент е помогнал за преместването на мъглявата хипотеза от хипотеза към приетата теория.
„Този нов режим на наблюдение е разработен за изучаване на галактики и звездни клъстери с по-висока пространствена разделителна способност. Но този нов режим го прави подходящ и за изображения с екзопланети, което не е оригиналният драйвер на науката за инструмента MUSE “, казва Хаферт.
В бъдеще (бъдещето, което продължава да се забавя), космическият телескоп Джеймс Уеб (JWST) ще насърчи изследването на младите планети, образуващи се в тези дискове. След като неминуемото изчакване на този усъвършенстван космически телескоп приключи, неговата мощност трябва да позволи на астрономите да нулират на много специфични дължини на вълната светлина, която се излъчва чрез акумулиране на водород.
Това означава, че учените ще могат да измерват температурата на водородния газ в диска, както и неговата плътност. Познаването на двете неща ще ни помогне да разберем наистина как се образуват газови гигантски планети.
Но засега поне имаме изображения на планетите и когато астрономите погледнат в галактиката и видят тези млади звездни системи и пропуските в дисковете, те могат да бъдат уверени, че там наистина има планети.
