Aastakümnete jooksul on kõige laialdasemalt aktsepteeritud vaade meie päikesesüsteemi kujunemisele olnud Neuraari hüpotees. Selle teooria kohaselt moodustasid Päike, planeedid ja kõik muud päikesesüsteemi objektid miljardeid aastaid tagasi udusest materjalist. Selle tolmu keskel tekkis gravitatsiooniline kokkuvarisemine, moodustades meie Päikese, ülejäänud materjal moodustas aga ümmarguse tähe prahurõnga, mis ühines planeetide moodustamiseks.
Tänu kaasaegsete teleskoopide arendamisele on astronoomid suutnud selle hüpoteesi kontrollimiseks proovida teisi tähesüsteeme. Kahjuks on astronoomid enamikul juhtudest täheldanud tähtede ümber tekkinud prahurõngaid vaid vihjetega moodustunud planeetidele. Alles hiljuti suutis Euroopa astronoomide meeskond jäädvustada pildi vastsündinud planeedist, näidates sellega, et prahi rõngad on tõepoolest planeetide sünnikoht.
Meeskonna uurimistöö ilmus kahes artiklis, mis avaldati hiljuti Astronoomia ja astrofüüsika, pealkirjaga „Planeedilis-massilise kaaslase avastamine PDS 70 ümber asuva siirdeketta pilus” ja „Planeedi orbitaalne ja atmosfääri iseloomustus PDS 70 siirdeketta pilus”. Mõlema uuringu meeskonda kuulus Max Plancki Astronoomia Instituudi (MPIA), aga ka mitme vaatluskeskuse ja ülikooli liige.
Uuringute huvides valisid meeskonnad PDS 70b - planeedi, mis avastati 22 astronoomilise ühiku (AU) kaugusel tema peremehetähest ja mis usuti olevat vastloodud keha. Esimeses uuringus - mida juhtis Max Plancki astronoomiainstituudi Miriam Keppler - näitas meeskond, kuidas nad tähe PDS 70 ümber protoplanetaarset ketast uurisid.
PDS 70 on väikese massiga Ta Tauri täht, mis asub Kentauruse tähtkujus, Maast umbes 370 valgusaasta kaugusel. Selle uuringu läbiviimiseks kasutati arhiivipilte infrapunakiirguse sagedusalas, kasutades spektripolarimeetrilist suure kontrastsusega Exoplanet REsearchi instrumenti (SPHERE) ESO väga suurel teleskoobil (VLT) ja lähiinfrapuna-koronagraafilisel pildil Gemini Lõuna-teleskoobil. .
Neid instrumente kasutades tuvastas meeskond esimese robustselt noore planeedi (PDS 70b), mis tiirleb tähe protoplaneetilise ketta pilu piires ja asub umbes kolm miljardit km (1,86 miljardit mi) tema kesktähest - umbes sama vahemaa Uraani vahel ja Päike. Teises uuringus, mida juhtis Andre Muller (samuti MPIA-st), kirjeldas meeskond, kuidas nad kasutasid SPHERE instrumenti planeedi heleduse mõõtmiseks erinevatel lainepikkustel.
Sellest suutsid nad kindlaks teha, et PDS 70b on gaasigigant, millel on umbes üheksa Jupiteri massi ja pinnatemperatuur umbes 1000 ° C (1832 ° F), muutes selle eriti kuumaks super-Jupiteriks. Planeet peab olema noorem kui tema peremehe täht ja tõenäoliselt kasvab see endiselt. Andmed näitasid ka, et planeeti ümbritsevad pilved, mis muudavad planeedi tuuma ja selle atmosfääri kiirgavat kiirgust.
Tänu kasutatavatele täiustatud vahenditele suutis meeskond omandada ka pildi planeedist ja selle süsteemist. Nagu näete pildilt (ülaosas postitatud) ja allpool olevast videost, on planeet nähtav ereda punktina pildi mustast keskpunktist paremal. See tume piirkond on tingitud koronograafist, mis blokeerib tähelt tuleva valguse, nii et meeskond saaks tuvastada palju õhema kaaslase.
Nagu MPIA järeldoktorant Miriam Keppler hiljutises ESO pressiteates selgitas:
Need noored tähed ümbritsevad kettad on planeetide sünnikohad, kuid siiani on vaid käputäis vaatlusi avastanud neis sisalduvaid beebiplaneete. Probleem on selles, et seni võisid enamus neist planeedikandidaatidest olla lihtsalt plaadi omadused. ”
Lisaks noore planeedi määrimisele märkisid uurimisrühmad ka, et see on skulpteerinud tähe ümber tiirleva protoplanetaarse ketta. Põhimõtteliselt on planeedi orbiit jälginud ketta keskele hiiglaslikku auku pärast materjali kogunemist sellest. See tähendab, et PDS 70 b asub endiselt oma sünnikoha läheduses, tõenäoliselt on see endiselt akumuleeruv materjal ning kasvab ja muutub endiselt.
Astronoomid on aastakümnetest olnud teadlikud nendest protoplaneetilise ketta lünkadest ja oletanud, et need on toodetud planeedi poolt. Nüüd on neil lõpuks tõendid selle teooria toetamiseks. Nagu André Müller selgitas:
“Keppleri tulemused annavad meile uue akna planeetide evolutsiooni keerukatesse ja halvasti mõistetavatesse varajastesse staadiumitesse. Pidin planeeti vaatlema noore tähe kettal, et tõepoolest mõista planeedi moodustumise protsesse.“
Need uuringud on abiks astronoomidele, eriti kui rääkida planeedi moodustumise ja evolutsiooni teoreetilistest mudelitest. Planeedi atmosfääri- ja füüsikaliste omaduste kindlaksmääramisega on astronoomid suutnud katsetada Nebular hüpoteesi põhiaspekte. Selle noore, tolmust varjul olnud planeedi avastamine poleks olnud ESO SPHERE instrumendi võimaluste korral.
See instrument uurib lähedalasuvate tähtede ümber eksoplaneete ja plaate, kasutades tehnikat, mida nimetatakse suure kontrastsusega pildistamiseks, kuid tugineb ka täiustatud strateegiatele ja andmetöötlusmeetoditele. Lisaks koronagraafiga tähelt valguse blokeerimisele on SPHERE võimeline filtreerima ka mitme lainepikkuse ja ajajärguga eredate noorte tähtede ümber asuvate nõrkade planeetide kaaslaste signaale.
Nagu ütles MPIA direktor, SPHERE instrumendi Saksamaa kaasuurija proff Thomas Henning ja nende kahe uuringu vanem autor - ütles MPIA hiljutises pressiteates:
„Pärast kümme aastat uute võimsate astronoomiliste instrumentide, näiteks SPHERE väljatöötamist, näitab see avastus meile, et suudame planeete nende moodustamise ajal lõpuks leida ja uurida. See on kauaoodatud unistuse täitumine. ”
Selle süsteemi tulevased vaatlused võimaldavad astronoomidel katsetada ka muid planeedi moodustamise mudelite aspekte ja õppida tundma planeedisüsteemide varajast ajalugu. Need andmed aitavad ka kaugele jõuda selleni, kuidas meie enda päikesesüsteem oma varase ajaloo vältel kujunes ja arenes.
