Mis täpselt on “tavaline” päikesesüsteem? Kui arvasime, et meil on minevikus mõni idee olnud, siis nüüd seda kindlasti pole. Ja seda on kinnitanud Cambridge'i ülikooli astronoomide juhitud uus uuring. Uues uuringus leiti neli gaasihiiglaste planeeti, mis sarnanesid meie oma Jupiteri ja Saturniga ja tiirlevad tiirlemas väga noore tähe nimega CI Tau. Ja ühel planeedil on ekstreemne orbiit, mis viib ta tähest rohkem kui tuhat korda kaugemale kui sisemine planeet.
CI Tau asub umbes 500 valgusaasta kaugusel galaktika väga aktiivsest osast, mida nimetatakse “tähelasteaiaks”. Ainult 2 miljoni aasta vanusena on CI Tau tähekujunduses vaid imik. Meie enda Päike on umbes 5 miljardit aastat vana ja tal on veel 5 miljardit kohta minna, anda või võtta. Nii et CI Tau on liiga noor, et omada seda tüüpi hiiglasi, mis tal on. Või nii me arvasime.
Meie parimat päikesesüsteemi moodustumise mudelit nimetatakse häguseks hüpoteesiks ja see läheb umbes nii: keerlev gaasi- ja tolmupilv kasvab ja tihedust suurendab, kuni see variseb täheks ja algab sulandumine. Selle äsja moodustatud tähe ümber keerleb allesjäänud gaas ja tolm protoplanetaarse kettana. Aja jooksul see asi kukub kokku ja moodustab teisi planeete, kuusid ja asteroide ning protoplaneetilist ketast pole enam olemas. See on väga lühike kirjeldus, kuidas asjad käivad.
Kuid arvatakse, et see planeedi moodustumise protsess võtab kaua aega, palju rohkem kui 2 miljonit aastat. Meie Päikese taoline täht võib moodustuda vaid miljoni aasta pärast, kuid gaasiplaneetide kujunemiseks kulub 10–100 miljonit aastat ja maapealsed planeedid võtavad veelgi kauem aega.
„Saturni massplaneedid peaksid moodustuma, kogudes kõigepealt tahke südamiku ja tõmmates seejärel pealmisele kihile gaasikihi, kuid need protsessid peaksid olema tähest suurtel vahemaadel väga aeglased. Enamik mudeleid näeb vaeva, et sellest massist planeete saada. " - uuringu juhtiv autor, professor Cathie Clarke, Cambridge'i ülikooli astronoomiainstituut.
See pole esimene kord, kui CI Tau on astronoomide tähelepanu juhtinud. Aastal 2016 avastasid astronoomid tähe tiirleva kuuma Jupiteri. See tegi sellest oma noore vanuseastme esimeseks täheks, kellel oli üks neist hiiglaslikest kuumagaasi hiiglastest. Kuum Jupiter on gaasihiiglane, mis asub meie mass Jupiteriga samas massivahemikus, kuid see tiirleb tähe lähedal nii lähedal, et on väga kuum. Kuumad Jupiterid on hämmingus, sest me ei saa aru, kuidas nad võivad moodustuda „in situ” või nii tähe lähedale. Astronoomid arvavad, et seda tüüpi planeedid moodustavad tähest kaugemal ja rändavad sisse. Kuidas saaks see juhtuda vaid 2 miljoni aasta pärast?
Selles uues uuringus on Cambridge'i ülikooli juhitud teadlaste meeskond pööranud taas pilgu CI Tau poole. Nad kasutasid CI Tau süsteemist õdesid-vendi kuuma Jupiteri juurde Atacama suurte millimeetrite / alammillimeetrite massiivi (ALMA). See, mida nad leidsid, suurendas süsteemi saladust. Nad avastasid veel 3 tähe ümber tiirlevat gaasihiiglast ja üks neist järgib tähest kaugemal asuvat orbiiti tuhat korda kaugemal kui sisemine planeet, eelnimetatud kuum Jupiter. Paberi kohaselt on see “… kõige massiivsem eksoplaneetide ansambel, mida selles vanuses kunagi avastatud”. Mida see kõik tähendab?
“Praegu on võimatu öelda, kas CI Tau-s nähtud äärmuslik planeediarhitektuur on tavaline kuumades Jupiteri süsteemides…” - professor Cathie Clarke, Cambridge'i ülikooli astronoomiainstituut.
Praegu pole me kindlad. Ligikaudu 1% tähtedest võõrustab kuumaid Jupitereid, kuid enamik teadaolevatest kuumadest Jupiteritest on sadu kordi vanemad kui CI Tau. Kuna teadaolevalt ei saa planeedid enne tähe moodustumist tekkida, kuidas saavad astronoomid selgitada selles süsteemis toimunut?
„Praegu on võimatu öelda, kas CI Tau-s nähtud äärmuslik planeediarhitektuur on levinud kuumades Jupiteri süsteemides, sest viis, kuidas need õdede-vendade planeedid tuvastati - nende mõju tõttu protoplanetaarsele kettale - ei töötaks vanemates süsteemides, millel enam pole protoplanetaarne ketas, ”ütles professor Cathie Clarke Cambridge'i astronoomia instituudist, uuringu esimene autor.
Siin on piisavalt küsimusi, et hoida kogu astronoomide meeskond hõivatud kogu karjääri vältel. Teadlaste sõnul on ebaselge, millist rolli mängisid õdede-vendade planeedid sisemise planeedi viimisel selle ülilähedasele orbiidile. Samuti on ebaselge, kas mis tahes mehhanism selles süsteemis mängib, on sama mehhanism, mis muudab kuumad Jupiterid üldiselt. Ja veel üks mõistatus on see, kuidas kaks välimist planeeti üldse moodustusid.
"Planeedi moodustamise mudelid keskenduvad tavaliselt sellele, et saaksime teha juba varem nähtud planeete, seega ei pruugi uued avastused tingimata mudelitele sobida," ütles Clarke. „Saturni massplaneedid peaksid moodustuma, kogudes kõigepealt tahke südamiku ja tõmmates seejärel pealmisele kihile gaasikihi, kuid need protsessid peaksid olema tähest suurtel vahemaadel väga aeglased. Enamik mudeleid näeb vaeva, et sellest massist planeete saada. "
See teeb muidugi teaduse nii köitvaks ja tõhusaks. Astronoomid jälgivad midagi ja loovad selle selgitamiseks mudeli. Siis nad jätkavad vaatlemist ja mõned avastused tugevdavad mudelit, teised aga seavad selle kahtluse alla. Nii et mudelit pidevalt uuendatakse ja aja jooksul kujutab realistlikult suuremat ja suuremat vaatluste valimit.
Astronoomid jätkavad selle süsteemi uurimist, et proovida neid saladusi lahti mõtestada. ALMA on teinud revolutsiooni protoplanetaarsete ketaste uurimisel ja edasine töö toetub kahtlemata taas tugevalt ALMA-le. Sellel on võime kujutada plaane, mis moodustavad protoplanetaarketaste sees hämarused, halvasti valgustatud kohad, mida on väga raske sisse vaadata.
Olge valmis üllatuma, mida ALMA näeb. Jälle.
- Cambridge'i ülikooli pressiteade: "Noore tähe ümber hiiglaslikud planeedid tekitavad küsimusi planeetide moodustamise kohta"
- Uurimistöö: „CI Tau protoplanetaarse ketta kõrglahutusega millimeetriline kujutis: protoplaneetide massiline ansambel 0,1–100 au”
- Rice University pressiteade: "Astronoomid leiavad hiiglasliku planeedi väga noore tähe ümber"
- Vikipeedia leht: Nebular hüpotees
