Dyski protoplanetarne ukształtowane przez rosnące w nich planety

dnia 09/11/2016

Dysk protoplanetarny

Najnowsze, bardzo szczegółowe zdjęcia przedstawiają niesamowite struktury powstające w dyskach  protoplanetarnych wokół młodych gwiazd. Instrument SPHERE zainstalowany na teleskopie VLT umożliwił naukowcom prowadzenie obserwacji dynamiki młodych układów planetarnych – jeden z nich został uchwycony w trakcie powstawania. Trzy zespoły astronomów opublikowały niedawno wyniki ukazujące imponującą zdolność instrumentu SPHERE do badania interakcji między młodymi planetami, a dyskami z jakich powstają.

Wszystkie trzy zespoły astronomów wykorzystały instrument do badania umykającej nam dotychczas wstępnych etapów ewolucji układów planetarnych. Intensywny wzrost liczby znanych planet pozasłonecznych na przestrzeni ostatnich lat sprawił, że jest to jedna z najszybciej rozwijających się dziedzin współczesnej astronomii.

Dysk wokół młodej gwiazdy RX J1615

Dysk wokół młodej gwiazdy RX J1615

Obecnie wiadomo, że planety powstają w olbrzymich dyskach gazu i pyłu otaczających nowo narodzone gwiazdy – tzw. dyskach protoplanetarnych. Dyski te mogą rozciągać się na miliardy kilometrów. Z upływem czasu cząstki w dyskach protoplanetarnych zderzają się ze sobą, łączą i prowadzą do powstawania obiektów o rozmiarach planetarnych. Jednak jak na razie szczegóły ewolucji tego typu dysków pozostają dla nas tajemnicą.

SPHERE to najnowszy dodatek do zestawu instrumentów na VLT – dzięki wykorzystaniu innowacyjnych technologii umożliwia on niespotykane dotąd możliwości szczegółowego obrazowania dysków protoplanetarnych. Oddziaływania między dyskami protoplanetarnymi a rosnącymi planetami sprawiają, że dyski zaczynają przyjmować różnorodne kształty: olbrzymie pierścienie, ramiona spiralne albo zacienione luki. Owe kształty są wyjątkowo interesujące także dlatego, że jak na razie nie znamy związku między poszczególnymi kształtami a planetami.

Dysk wokół gwiazdy HD 135344B

Dysk wokół gwiazdy HD 135344B

RXJ1615 to młoda gwiazda oddalona od nas o 600 lat świetlnych w kierunku gwiazdozbioru Skorpiona. Zespół badaczy pracujących pod kierownictwem Josa de Boera z Obserwatorium w Lejdzie w Holandii odkrył złożony system koncentrycznych pierścieni otaczających tę gwiazdę przypominający powiększoną wersję pierścieni Saturna. Wcześniej tego typu struktury udało się dostrzec zaledwie kilka razy. Wiek obserwowanego układu pierścieni szacuje się na 1.8 miliona lat. Taka intrygująca struktura w dysku protoplanetarnym została wcześniej zobrazowana zaledwie kilka razy, a co więcej cały system wydaje się mieć zaledwie 1,8 miliona lat. Budowa tego dysku protoplanetarnego wyraźnie wskazuje, że w jego wnętrzu powstają młode planety.

Wiek dysku protoplanetarnego wokół RXJ1615 czyni go wyjątkowym, bowiem dotychczas obserwowane dyski tego typu charakteryzują się dużo bardziej zaawansowanym wiekiem. Christian Ginski, inny astronom z Obserwatorium w Lejdzie obserwował inną młodą gwiazdę HD97048 znajdującą się 500 lat świetlnych od Ziemi w gwiazdozbiorze Kameleona. Po dogłębnych analizach naukowcy z jego zespołu odkryli, że także ten młody dysk charakteryzuje się koncentrycznymi pierścieniami, lukami i wirami.

Wyjątkowo ciekawym dyskiem o budowie asymetrycznej zajęła się grupa astronomów kierowana przez Tomasa Stolkera z Instytutu Astronomii im. Antona Pannekoeka w Holandii. Ów dysk otacza gwiazdę HD135344B znajdującą się 450 lat świetlnych od Ziemi. Sporych rozmiarów centralna luka i dwa wyraźne ramiona spiralne najprawdopodobniej powstały w wyniku oddziaływania jednej lub kilku masywnych protoplanet, które z czasem wyewoluują w obiekty podobne do Jowisza.

Koncentryczne pierścienie znalezione przez de Boera i Ginskiego oraz obserwacje Stolkera udowadniają, że złożoność i zmienność dysków otaczających młode gwiazdy mogą jeszcze długo być źródłem niesamowitych odkryć. Budując swoje zasoby wiedzy na temat dysków protoplanetarnych, naukowcy zbliżają się do zrozumienia w jaki sposób planety je kształtują, a tym samym w jaki sposób powstają same planety.

Źródło: ESO