Astronomi pronašli moguću egzoplanetu u stvaranju unutar vlastitog vrtloga

Planete se rađaju u masivnim vrtložnim diskovima plina i prašine oko novonastalih zvijezda. Astronomi su promatrali mnoge od ovih protoplanetarnih diskova i često mogu vidjeti koncentrične praznine u diskovima, poput žljebova na staroj vinilnoj fonografskoj ploči. Upravo u tim prazninama planete se formiraju od plina i prašine koji se spajaju. 21. januara 2021., međunarodna grupa naučnika, predvođena istraživačima u Holandiji, objavila je da su malo više zumirali i pronašli ono što misle da je planeta u procesu formiranja unutar vlastitog vrtloga ili vrtloga prašine i kamenčići. To jest, oni ne vide samo prazninu na disku, već stvarni svijet koji se rađa unutar vlastitog vrtloga koji formira planete. Otkriće je napravljeno pomoću novog instrumenta MATISSE, koji kombinuje i analizira svetlost sa četiri odvojena teleskopa na veoma velikom teleskopu (VLT) ESO opservatorije na Cerro Paranalu, u severnom Čileu.

Otkriće je objavio Astronomy.nl 21. januara 2021., a rad se čeka, ali još nije objavljen. Međutim, besplatna verzija za štampanje dostupna je na arXiv-u.

Dva nejasna svijetlocrvenkasta prstena oko svijetlog središnjeg diska, na crnoj pozadini.
Glavni protoplanetarni disk prašine, kamenčića i gasa okružuje mladu zvezdu HD 163296. Poznato je da se tri druge džinovske planete formiraju unutar praznina na disku. Slika preko ALMA/ ESO/ NAOJ/ NRAO/ AUI/ NSF/ A. Isella/ B. Saxton/ Sci-News.
Mlada zvijezda, HD 163296, udaljena je oko 330 svjetlosnih godina od Zemlje, u sazviježđu Strijelca. Staro je samo oko četiri miliona godina i duplo je masivnije od našeg Sunca.

Zvijezdu su astronomi već dosta proučavali, ali istraživači, predvođeni Józsefom Vargom sa Univerziteta Leiden u Holandiji, željeli su da bliže pogledaju unutrašnji dio diska koji okružuje zvijezdu. Učinili su to u martu i junu 2019. i vidjeli nešto zanimljivo: manji prsten tople, fine prašine koji kruži oko zvijezde, na otprilike istoj udaljenosti na kojoj je Merkur od našeg sunca.

Da li je ovo mjesto gdje se formira planeta? Istraživači kažu da je to vjerovatno upravo ono što je u pitanju, jer su primijetili još nešto u vezi s prstenom: jedan njegov dio bio je mnogo svjetliji i topliji od ostatka, a na snimljenim slikama izgledalo je svijetlo bjelkasto-žuto.

Prema istraživačima, ovo svijetlo područje je vrtlog, tj. vihor, gde se planeta postepeno formira pred našim očima.

Tri sfere slične planeti u oblaku plina i prašine oko obližnje zvijezde.
Umjetnički koncept mladih protoplaneta koji se formiraju u protoplanetarnom disku oko zvijezde. Slika preko NRAO/ AUI/ NSF/ S. Dagnello/ Sci-News.
Zašto ovaj vrtlog izgleda tako sjajno? Naučnici kažu da se tu kameni obluci melju u finu prašinu, proizvodeći više toplote. Ovo je malo drugačije od drugih mjesta na disku, gdje se kamenčići samo zgrudavaju.

Planete u našem solarnom sistemu, uključujući i Zemlju, započele su svoj život na sličan način, kada su se prašina, kamenčići i gas spajali, stvarajući na kraju stvarne kamenite, ledene i gasovite svetove.

Instrument MATISSE je moćan; kombinovanjem svetlosti iz četiri teleskopa, stvara ekvivalent jednog teleskopa sa virtuelnim prečnikom od 200 metara (656 stopa). Njegova glavna misija je da analizira infracrveno zračenje koje dolazi od zvijezda. Pošto diskovi prašine i planete emituju ovu vrstu zračenja, MATISSE ih može detektovati analizom količine zračenja koje se emituje.

Nasmejani čovek sa naočarima, ispred plavog neba sa belim oblacima.
József Varga sa Univerziteta Leiden u Holandiji, glavni autor nove studije. Slika sa Univerziteta u Leidenu.
Već je poznato da HD 163296 ima tri druge gigantske mlade planete u širokim orbitama. Poput najnovijeg otkrića, ove planete su bebe, još uvijek nisu u potpunosti formirane. Njihovo otkriće, koje je napravila opservatorija Atacama Large Millimeter/submilimeter Array (ALMA), objavljeno je 2018. Kao i druge protoplanete, kako ih zovu, one se nalaze unutar praznina u glavnom protoplanetarnom disku koji okružuje zvijezdu. Ove planete su otkrila dva tima astronoma koji su mjerili protok plina unutar diska. Prema Christophe Pinteu, astronomu sa Univerziteta Monash u Australiji:

Mjerenje protoka plina unutar protoplanetarnog diska daje nam mnogo više sigurnosti da su planete prisutne oko mlade zvijezde. Ova tehnika nudi obećavajući novi smjer za razumijevanje kako se formiraju planetarni sistemi.

Astronom sa Univerziteta Michigan Richard Teague, vođa drugog tima, dodao je:

Pogledali smo lokalizovano, malo kretanje gasa u protoplanetarnom disku zvezde. Ovaj potpuno novi pristup mogao bi otkriti neke od najmlađih planeta u našoj galaksiji Mliječni put, a sve zahvaljujući slikama visoke rezolucije iz ALMA-e.

Velika složena mašina u laboratoriji sa čovekom koji stoji pored nje.
Instrument MATISSE na ESO-ovom veoma velikom teleskopskom interferometru (VLTI). Slika preko ESO/ P. Horalek/ Astronomie.nl.
Ova najnovija i manja planeta, ako se potvrdi, bila bi četvrta u ovom sistemu.

Istraživači sada žele da naprave slična zapažanja drugih zvijezda sa protoplanetarnim diskovima, posebno onih koji mogu sadržavati stenovite planete u razvoju poput Zemlje. To bi pružilo važne naznake o tome kako je naš svijet rođen i evoluirao.

Zaključak: Međunarodni istraživači, predvođeni timom u Holandiji, otkrili su moguću novorođenu planetu koja se formira u "vihoru" prašine i kamenčića oko mlade zvijezde.

Izvor: Asimetrični unutrašnji disk Herbig Ae zvijezde HD 163296 u očima VLTI/MATISSE: dokaz za vrtlog?