Od prawie 20 lat udało się znaleźć i potwierdzić istnienie tysięcy planet pozasłonecznych, jednak niewiele było wiadomo na temat ich powstawania. Nie udało się również dokonać bezpośredniej obserwacji procesu tworzenia nowej planety – przynajmniej do niedawna.
Wczoraj tj. 20 maja, astronomowie wykonujący obserwacje przy pomocy teleskopu VLT (Very Large Telescope) należącego do Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESO), znajdującego się w Chile, opublikowali pracę, z której wynika, że podczas obserwacji młodej gwiazdy AB Aurigae oraz otaczającego jej gęstego dysku pyłu i gazu dostrzegli widoczną strukturę spiralną z „skrętem” (eng. twist), który oznacza miejsce, w którym może powstawać planeta. Oznacza to, że prawdopodobnie udało im się wykonać bezpośrednią obserwację tworzącej się właśnie planety.
Powstawanie nowych planet w dysku protoplanetarnym
Astronomowie od dawna już wiedzą, że planety rodzą się w pełnych gazu oraz pyłu dyskach otaczających młode gwiazdy, takich jak AB Aurigae. Nowe obserwacje z VLT, opublikowane w Astronomy & Astrophysics, dostarczają kluczowych wskazówek, które pomogą naukowcom lepiej zrozumieć ten proces. Do tej pory astronomowie nie byli w stanie wykonać wystarczająco ostrych i głębokich zdjęć tych młodych dysków, aby znaleźć „skręt”, który wyznacza miejsce, w którym może powstać nowa planeta.
Na nowych zdjęciach widać fantastyczną spiralę pyłu i gazu wokół AB Aurigae, znajdującą się około 520 lat świetlnych od Ziemi w gwiazdozbiorze Woźnicy. Spirale tego typu sygnalizują obecność małych planet, które ściągają gaz, „powodując zaburzenia w dysku w postaci fali, trochę jak falowanie łodzi na jeziorze” – wyjaśnia Emmanuel Di Folco z Astrofizyki Laboratorium z Bordeaux (LAB) z Francji, które również uczestniczyło w badaniach. Gdy planeta obraca się wokół gwiazdy centralnej, fala ta staje się spiralnym ramieniem. Bardzo jasny, żółty obszar „skrętu” blisko centrum nowego obrazu AB Aurigae, który leży mniej więcej w tej samej odległości od gwiazdy co Neptun od Słońca, jest jednym z tych miejsc, w których zdaniem zespołu powstaje planeta.
Obserwacje młodej gwiazdy
Obserwacje systemu AB Aurigae wykonane kilka lat temu przy pomocy Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA), w której ESO jest partnerem, dostarczyły pierwszych wskazówek dotyczących formowania się planet wokół gwiazdy. Na zdjęciach ALMA naukowcy zauważyli dwa spiralne ramiona gazu blisko gwiazdy, leżące w wewnętrznym obszarze dysku. Następnie, w 2019 r. i na początku 2020 r., Boccaletti i zespół astronomów z Francji, Tajwanu, USA i Belgii postanowili uchwycić wyraźniejszy obraz, obracając instrument SPHERE znajdujący się w teleskopie VLT w kierunku AB Aurigae.
Dzięki potężnemu systemowi obrazowania SPHERE astronomowie mogli zobaczyć słabsze światło z małych ziaren pyłu i emisje pochodzące z dysku wewnętrznego. Potwierdzili obecność ramion spiralnych po raz pierwszy wykrytych przez ALMA, a także zauważyli kolejną niezwykłą cechę, „skręt”, który wskazuje na obecność formowania się planety. Jak mówi współautorka badań Anne Dutrey, również z LAB. „Odpowiada to połączeniu dwóch spiral – jednej wijącej się do orbity planety, drugiej rozszerzającej się na zewnątrz – które łączą się w miejscu, w którym znajduje się planeta. Pozwalają one na gromadzenie się gazu i pyłu z dysku na formującej się planecie i wzrost.” Obrazy SPHERE są jak dotąd najgłębszymi obrazami systemu AB Aurigae.
Co dalej?
ESO buduje nowy 39-metrowy teleskop Extremely Large Telescope (ELT), który będzie wykorzystywał najnowszą pracę ALMA i SPHERE do badania światów pozasłonecznych. Jak wyjaśnia Boccaletti, ten potężny teleskop pozwoli astronomom uzyskać jeszcze bardziej szczegółowy widok tworzących się planet. „Powinniśmy być w stanie zobaczyć bezpośrednio i bardziej precyzyjnie, w jaki sposób dynamika gazu przyczynia się do powstawania planet”.
Źródło oraz grafiki: https://www.eso.org/public/news/eso2008/
Publikacja naukowa: https://www.aanda.org/articles/aa/abs/2020/05/aa38008-20/aa38008-20.html
