2017. aastal kasutasid astronoomid tähe vaatamiseks ALMA-d (Atacama Large Millimeter/sub-millimeter Array). AB Aurigae . See on teatud tüüpi noor täht, mida nimetatakse Herbig Ae täheks, ja ta on vähem kui 10 miljonit aastat vana. Sel ajal leidsid nad sealt tolmuse protoplanetaarse ketta, mille märgutulede vahed viitasid spiraalharule.
Nüüd on nad uuesti vaadanud ja leidnud, et seal moodustub väga noor planeet.
Noored Herbig Ae tähed nagu AB Aurigae pakuvad astronoomidele suurt huvi. Nad on nii noored, et mitte põhijärjestus veel tähed ja neid ümbritseb endiselt nende gaasi- ja tolmuketas. Ja sellest gaasist ja tolmust moodustuvad noored planeedid.
Üle 500 valgusaasta kaugusel asuval AB Aurigae ümber asuval kettal on spiraalsed harud, mis kohtuvad sõlmes. Teadlased usuvad, et sõlm on täpne punkt, kus moodustub noor planeet. Uues uuringus kasutati KERAA (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet Research) instrument Väga suur teleskoop (VLT), et uurida lähemalt AB Aurigae ja selle ketta sees arenevaid planeete.
Uus uuring kannab pealkirja ' Võimalikud tõendid käimasoleva planeedi moodustumise kohta AB Aurigae's .” Uuringu juhtiv autor on Anthony Boccaletti Pariisi Observatoire'ist, PSL-i ülikoolist, Prantsusmaalt. Artikkel avaldatakse ajakirjas Astronoomia ja astrofüüsika .
'Siiani on tuvastatud tuhandeid eksoplaneete, kuid nende tekkimisest on vähe teada,' ütles juhtivautor Boccaletti. Pressiteade . Noorte, alles tekkivate planeetide vaatlemine on praegu astronoomias suur asi, kuid see on raske. Tähe ümber asuvasse ketasse on raske sisse näha ja isegi meie parim tehnoloogia on vaevalt oma ülesannete kõrgusel.
Kunstniku mulje ümberkujulisest prahikettast kauge tähe ümber. Need kettad on levinud nooremate tähtede ümber ja neid on raske sisse näha. Autorid: NASA/JPL
SPHERE instrument oli selle töö jaoks kriitilise tähtsusega. See on edasijõudnu adaptiivne optika süsteem , kombineerituna koronograafiga. See töötati välja eksoplaneetide uurimise edendamiseks madala eraldusvõimega spektrograafiliste ja polarimeetriliste kujutistega. See pildistab nii optilises kui infrapunavalguses. SPHERE võimaldas selle uuringu meeskonnal keskenduda planeetide moodustumise kõige varasematele etappidele.
'Peame jälgima väga noori süsteeme, et tõesti tabada hetk, mil planeedid moodustuvad,' ütles Boccaletti. See keerdunud sõlm, kus AB Aurigae ringikujulise ketta spiraalharud kohtuvad, on nii lähedal, kui oleme selle hetke jäädvustamisele jõudnud.
Need spiraalid näitavad beebi planeedi sündi. Selle põhjuseks on asjaolu, et planeedi mass mõjutab ketta vähem tihedat gaasi ja tolmu. Põhimõtteliselt lööb planeet ketta materjali, luues nähtava laine: spiraalid.
'Spiraali keerdumine reprodutseeritakse ideaalselt planeedi juhitava tiheduslaine mudeliga, kui arvestada projektsiooniefekte.'
Uuringust 'Võimalikud tõendid käimasoleva planeedi moodustumise kohta AB Aurigaes'.
Selles uuringus osalenud Emmanuel Di Folco Prantsusmaal Bordeaux' astrofüüsika laborist (LAB) sõnul tekitavad noored planeedid 'kettal laine kujul häireid, mis on mõnevõrra sarnased järvel oleva paadi kiiluveega. .” Ja kui noor planeet pöörleb ümber kesktähe, muutuvad need häired spiraalseteks harudeks.
AB Aurigae süsteemi kujutised, mis näitavad selle ümber olevat ketast. Parempoolne pilt on vasakpoolsel pildil punase ruuduga tähistatud ala suurendatud versioon. See näitab ketta sisemist piirkonda, sealhulgas väga helekollast 'keerdumist' (valge ringiga), mis teadlaste arvates tähistab planeedi moodustumise kohta. See keerd asub AB Aurigae tähest umbes samal kaugusel kui Neptuun Päikesest. Sinine ring tähistab Neptuuni orbiidi suurust. Pildid saadi SPHERE instrumendiga ESO väga suurel teleskoobil polariseeritud valguses. Pildi krediit: ESO/Boccaletti et al, 2020
Autorid hoiatavad oma artiklis, et me alles õpime, mis toimub nendes noori tähti ümbritsevates ringikujulistes loorites. Oleme ikka veel nende struktuuride nägemise alguses ja nad pole kindlad, et see keerd on planeet.
„SPHERE on esitanud hajutatud valguses kõige sügavamad pildid, mis AB Auri jaoks eales tehtud. Paljude veel mõistmata struktuuride hulgast tuvastasime mitte ainult sisemised spiraaliharud, vaid lahendasime ka idaspiraali keerdumise kujul umbes 30 au kaugusel.
Kas nad on kindlad, et see on planeet? Mitte täpselt, kuid keerdumisfunktsioon sobib modelleerimisega. 'Spiraali keerdumine reprodutseeritakse ideaalselt planeedi juhitava tiheduslaine mudeliga, kui arvestada projektsiooniefekte,' kirjutavad autorid.
AB Aurigae esialgsed vaatlused, mis tehti ALMA-ga, kuid ilma SPHERE-ita, näitasid spiraalharude paari. Kuid ALMA üksi ei avaldanud nii palju teavet. See näitas aga ahvatlevaid vihjeid planeetide moodustumisest.
Ümberkujulise ketta AB Aurigae tolmurõnga (punane) ja gaasispiraalide (sinine) ALMA kujutis paljastab gaasilised spiraaliharud laias tolmuvahes, andes vihje planeedi tekkele. Autor: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Tang et al. – https://www.almaobservatory.org/en/press-release/astronomers-found-spirals-inside-a-dust-gap-of-a-young-star-forming-disk/, CC BY 4.0, https: //commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=87359440
Kuigi ALMA on võimas tööriist, on SPHERE veelgi võimsam. See näeb tolmuterade väga nõrka valgust ja sisemise ketta heitmeid. Astronoomid suutsid näha spiraalide detaile ja nende keskmes olevat 'keerdumist'.
'Mõnedel planeetide moodustumise teoreetilistel mudelitel on pöördeid oodata,' ütleb kaasautor Anne Dutrey, samuti LAB-ist. „See vastab kahe spiraali ühendusele – üks keerleb planeedi orbiidist sissepoole, teine laieneb väljapoole –, mis ühinevad planeedi asukohas. Need võimaldavad ketta gaasil ja tolmul koguneda moodustuvale planeedile ja panna see kasvama.
Ketas on keerukas struktuur ja astronoomid jälgisid selles palju muid struktuure. Kaks neist pakkusid erilist huvi, sellel pildil tähistatud f1 ja f2. Mõlemad on SPHERE-kujutised, millest igaühel on erinev intensiivsuse lävi. Pildi krediit: Boccaletti et al, 2020.
Planeetide sünni pöördepunktis toetamiseks on palju teooriaid. 'Planeedi moodustumise varases staadiumis näitavad hüdrodünaamilised simulatsioonid, et akretsiooniprotsess tekitab planeedi asukohas sisemise ja välimise spiraalse mustri, mis on tingitud Lindbladi resonants põhjustatud ketta ja planeedi interaktsioonidest, ”kirjutab meeskond.
Kuid seda kõike kinnitavaid vaatlustõendeid on olnud raske leida. See uuring esitab mõned parimad tähelepanekud, mis teooriat toetavad.
Oma kokkuvõttes kirjutavad autorid: '… AB Auri SPHERE-vaatlused hajutatud valguses kombineerituna ALMA andmetega termilises režiimis annavad tugeva tõendi selle kohta, et me oleme tegelikult tunnistajaks käimasolevale planeedi moodustumisele, mida paljastavad sellega seotud spiraalharud.'
Kuid see pole veel tõestatud. 'Selle tulemuse kinnitamiseks ja selle asukoha potentsiaalsete planeetide paremate massiprognooside saamiseks on vaja täiendavaid vaatlusi.'
Need täiendavad tähelepanekud ei pruugi olla liiga kaugel tulevikus. ESO-d Äärmiselt suur teleskoop (ELT) peaks esimest valgust nägema aastal 2025. Koos a 39 meetrine peegel , annab ELT meie astronoomilisele vaatlusvõimele tohutu tõuke.
'Me peaksime saama otse ja täpsemalt näha, kuidas gaasi dünaamika aitab kaasa planeetide tekkele,' järeldas juhtiv autor Boccaletti.
Veel:
- Pressiteade: ESO teleskoop näeb planeedi sünnimärke
- Uurimustöö: Võimalikud tõendid käimasoleva planeedi moodustumise kohta AB Aurigae's
- Universum täna: Kas nende ketaste lüngad on põhjustatud planeetidest?