Wykorzystując największą na świecie sieć radioteleskopów, astronomowie wykonali pierwsze w historii obserwacje dysku gazowo-pyłowego otaczającego planetę, takiego z jakiego najprawdopodobniej powstały księżyce Jowisza.
Odkrycie, opisane dzisiaj w periodyku Astrophysical Journal Letters, stanowi element intrygującej historii planety PDS 70c, wciąż formującego się gazowego olbrzyma oddalonego od nas o 370 lat świetlnych odkrytego w zakresie widzialnym zaledwie w ubiegłym miesiącu.
Korzystając z 66 anten obserwatorium ALMA w Chile, astronom Andrea Isella z Rice University wraz ze współpracownikami zebrała sygnały radiowe w zakresie milimetrowym, które pozwoliły na odkrycie ziaren pyłu w układzie, w którym wciąż formują się planety PDS 70c oraz PDS 70b.
„Planety powstają w dysku gazu i pyłu otaczającym młode gwiazdy, a jeżeli sama planeta jest wystarczająco duża, także może posiadać własny dysk zbudowany z materii zebranej podczas okrążania gwiazdy przez taką planetę”, mówi Isella. „Jowisz i jego księżyca stanowią mały układ planetarny wewnątrz naszego układu słonecznego i teorie wskazują, że księżyce Jowisza uformowały się z dysku okołoplanetarnego na wczesnym etapie historii Jowisza”.
Jednak większość modeli procesów planetotwórczych wskazuje, że dyski okołoplanetarne znikają w ciągu około 10 milionów lat, co oznacza, że w naszym układzie planetarnym nie było takich dysków od ponad 4 miliardów lat. Aby je znaleźć i zebrać dowody obserwacyjne umożliwiające przetestowanie teorii formowania planeta, Isella wraz ze współpracownikami szuka bardzo młodych układów planetarnych, w których bezpośrednio można obserwować dyski i planety wciąż w nich powstające. W ramach najnowszych badań zespół Iselli analizował obserwacje wykonane za pomocą ALMA w 2017 roku.
„Jak dotąd odkryto zaledwie kilka planet w dyskach, ale to bardzo nowe pole badań” mówi Isella. „PDS 70 b i PDS 70 c są najciekawszymi przypadkami ponieważ ich istnienie potwierdziły niezależne obserwacje za pomocą różnych technik i instrumentów”.
PDS 70 to karzeł o masie 3/4 masy Słońca. Obie jego planety są 5-10 razy większe od Jowisza, a wewnętrzna PDS 70 b okrąża gwiazdę w odległości 2,5 miliarda kilometrów. PDS 70 c znajduje się 1,5 miliarda kilometrów dalej.
PDS 70 b została po raz pierwszy odkryta w 2018 roku w danych podczerwonych zebranych przez instrument SPHERE zainstalowany na Bardzo Dużym Teleskopie (VLT) należącym do Europejskiego Obserwatorium Południowego. W czerwcu astronomowie wykorzystali inny instrument (MUSE) zainstalowany na VLT do przeprowadzenia obserwacji w zakresie widzialnym, w pasmie H-alfa, emitowanym gdy wodór opada na gwiazdę lub planetę i ulega jonizacji.
„Pasmo H-alfa daje nam większą pewność, że obserwujemy planety ponieważ wskazuje, że wciąż zbierają one gaz i pył i nabierają masy” mówi Isella.
Obserwacje w zakresie milimetrowym przeprowadzone za pomocą ALMA wspierają tę teorię.
Isella zauważa, że bezpośrednie obserwacje planet z dyskami okołoplanetarnymi mogą pozwolić astronomom na przetestowanie teorii powstawania planet.
„Jeszcze tak wiele nie wiemy o powstawaniu planet, a teraz w końcu mamy instrumenty pozwalające na bezpośrednie obserwacje i poszukiwanie odpowiedzi na pytania o powstawanie naszego oraz innych układów planetarnych.
Źródło: Rice University