Pierwsze zdjęcie nowo narodzonej planety wykonane za pomocą VLT

SPHERE, instrument służący do poszukiwania planet zainstalowany na teleskopie VLT wykonał pierwsze potwierdzone zdjęcie tworzącej się planety w pyłowym dysku otaczającym młodą gwiazdę. Młoda planeta wycina sobie właśnie ścieżkę w pierwotnym dysku gazu i pyłu otaczającym bardzo młodą gwiazdę PDS 70. Dane wskazują, że w atmosferze planety tworzą się chmury.

Astronomowie kierowani przez grupę z Insytutu Maxa Plancka w Heidelbergu w Niemczech wykonali spektakularne zdjęcie formującej się planety krążącej wokół karła PDS 70. Wykorzystując instrument SPHERE zainstalowany na teleskopie VLT – jeden z najlepszych instrumentów do poszukiwania planet – międzynarodowy zespół jako pierwszy wyraźnie zarejestrował nową planetę, która otrzymała oznaczenie PDS 70b, która aktualnie oczyszcza swoją orbitę w dysku materii otaczającym młodą gwiazdę.

Szerokokątne zdjęcie obszaru nieba wokół PDS 70.
Źródło:ESO/Digitized Sky Survey 2. Acknowledgement: Davide De Martin

Instrument SPHERE umożliwił badaczom także zmierzenie jasności planety na różnych długościach fali, dzięki czemu z obserwacji udało się wydedukować właściwości jej atmosfery.

Planeta wyraźnie widoczna jest na nowym zdjęciu jako jasna plama na prawo od zaczernionego centrum kadru. Planeta znajduje się około 3 miliardów kilometrów od gwiazdy centralnej (odległość podobna do tej dzielącą Urana od Słońca).  Analizy wskazują, że PDS 70b jest gazowym olbrzymem o masie równej kilkukrotności masy Jowisza. Powierzchnia planety ma temperaturę około 1000 stopni Celsjusza, przez co jest ona dużo gorętsza od jakiejkolwiek planety Układu Słonecznego.

Ciemny obszar w centrum zdjęcia to efekt działania koronografu, który blokuje oślepiające światło gwiazdy centralnej, przez co pozwala astronomom dostrzec dużo ciemniejszy od niej dysk i planetę. Bez tej maski, słabe światło planety byłoby całkowicie ukryte w blasku gwiazdy centralnej.

„Owe dyski wokół młodych gwiazd są miejscami narodzin planet, jednak jak na razie tylko kilka obserwacji wskazywało na obecność w nich nowych planet” mówi Miriam Keppler, która kierowała zespołem stojącym za odkryciem wciąż formującej się planety w układzie PDS 70. „Problem w tym, że jak dotąd większość z tych kandydatek na planety mogła być jedynie osobliwościami dysku”.

Odkrycie młodego towarzysza PDS 70 stanowi rewelacyjne osiągnięcie. Drugi zespół, w którym znajduje się wielu tych samych astronomów (w tym Keppler), co w zespole stojącym za odkryciem, w ubiegłych miesiącach prowadził już wstępne obserwacje mające na celu bardziej szczegółowe zbadanie planetarnego towarzysza PDS 70. Badaczom udało się nie tylko wykonać spektakularnie wyraźne zdjęcie planety (powyżej), ale także otrzymać widmo planety. Analiza tego widma wskazuje, na obecność chmur w atmosferze planety.

PDS 70b doprowadziła do powstania dysku przejściowego – dysku protoplanetarnego z gigantyczną przerwą w centrum. Te wewnętrzne przerwy znane są już od dekad i astronomowie od dawna zastanawiali się czy powstały one wskutek oddziaływań na linii dysk-planeta. Teraz po raz pierwszy w historii udało się dostrzec odpowiedzialną za nie planetę.

„Uzyskane przez Keppler wyniki dają nam nowe okno na złożone i słabo poznane wczesne stadia ewolucji planet” komentuje Andre Muller, lider drugiego zespołu badającego młodą planetę. „Potrzebowaliśmy dojrzenia planety w dysku młodej gwiazdy, aby móc naprawdę zrozumieć procesy formowania planet”. Określając właściwości fizyczne i atmosferyczne planety, astronomowie są w stanie testować teoretyczne modele procesów powstawania planet.

Spojrzenie na skrywane w pyle narodziny planety możliwe były tylko dzięki niezwykłym zdolnościom instrumentu SPHERE badającego egzoplanety  dyski otaczające pobliskie gwiazdy przy wykorzystaniu techniki obrazowania w wysokim kontraście. Nawet po zablokowaniu światła docierającego od gwiazdy za pomocą koronografu, SPHERE wciąż musi wykorzystywać precyzyjnie opracowane strategie obserwacyjne oraz techniki obróbki danych do odfiltrowania sygnału ciemnych planet krążących wokół jasnych młodych gwiazd.

Thomas Henning, dyrektor Instytutu Maxa Plancka i lider zespołów podsumowuje: „Po ponad dekadzie wysiłków włożonych w stworzenie tego urządzenia, SPHERE pozwala nam zbierać plony naszej pracy odkrywając przed nami nowe planety!”

Źródło: ESO