370 valgusaasta kaugusel meist teeb päikesesüsteem beebiplaneete. Täht selle kõige keskmes on noor, vaid umbes 6 miljonit aastat vana. Ja selle beebid on kaks tohutut planeeti, tõenäoliselt mõlemad gaasigigandid, kes toituvad tähe ümmarguse ketta gaasilistest ainetest.
Selle süsteemi põhitähte nimetatakse PDS 70-ks. PDS 70 on pisut väiksem ja vähem massiivne kui meie Päike ja kogub endiselt iseennast. See noor täht on T Tauri täht, mis põhimõtteliselt tähendab, et nad on väga noored ja alustavad alles elus. Kuna see on nii noor, moodustavad planeedid selle ümber endiselt orbiidil olevaid protsesse. Ja kui näha, et tärkavad planeedid alles moodustuvad, on asi, millega astronoomid alles nüüd hakkama saavad.
"See on esimene üheselt mõistetav kettasilma nikerdava kahe planeedi süsteemi tuvastamine."
Julien Girard, Kosmoseteleskoobi teadusinstituut.
Nende noorte, veel moodustavate planeetide pildid teevad huvitavaks asjaolu, et need on tõestuseks meie pikaajalisele teooriale, kuidas planeedid noorte päikesesüsteemides moodustuvad. Seda teooriat nimetatakse Nebular Hüpoteesiks ja see on püsinud aastakümneid, kuid ilma vaatluslike tõenditeta selle kinnitamiseks.
Nebulaarse hüpotees
Tähed moodustuvad peamiselt vesiniku massiivsetest pilvedest, mida nimetatakse molekulaarpilvedeks. Molekulaarpilved on gravitatsiooniliselt ebastabiilsed ja gaas kipub kokku kogunema. Lõpuks hakkab üks neist klompidest lumepallima ja üha suuremaks muutuma. Selliselt tehes pilv laheneb nagu pannkook ja hakkab pöörlema ning kui keskne klump muutub piisavalt tihedaks, süttib see sulandumiseks ja tärn moodustub. Paljud tähed asuvad binaarsüsteemides, kui molekulaarpilvest moodustub kaks tähte.
Kuid keskpunktis olev täht pole ainus klomb. Pöörlevas gaasis moodustuvad muud, väiksemad tükid ja need võivad moodustuda planeetideks. Mõni gaasiline planeet, näiteks Jupiter ja Saturn meie Päikesesüsteemis, võib tõepoolest suureks saada. (Astronoomid nimetavad Jupiteri ja Saturni vahel "ebaõnnestunud tähtedeks", kuna nad olid teel tähtede saamiseks, kuid ei jõudnud sinna päris hästi.)
Kui saaksite protsessi seal külmutada, näeksite tasast pöörleva gaasipilve keskel noort tähte. Kuid gaasis näeksite rõngakujulisi lünki, kus planeedid pühivad materjali hõivamiseks ja muutuvad planeetideks. Seda protsessi nimetatakse akretsiooniks. Ja see pole enam molekulaarpilv, nüüd nimetatakse seda protoplanetaarseks kettaks, kuna see on ketta kuju ja selles moodustuvad protoplaneet.
Ja seda näevad täpselt astronoomid.
Tegelike planeetide nägemine
Mis on nende uute piltide juures lahe, on see, et me ei näe ainult tühimikke ja rõngaid, mis annavad märku planeedi olemasolust, vaid me näeme ka ise tegelikke planeete. Ja see on alles teine kord, kui oleme kindlasti näinud kahe planeedi süsteemi, mis teeb kettalünki. (Nelja planeedi süsteemi nimega HR 8799 kujutati 2008. aastal.)
"Olime teise planeedi leidmise üle väga üllatunud."
Sebastiaan Haffert, Leideni vaatluskeskuse juhtiv autor.
"See on esimene üheselt mõistetav kettasilma nikerdava kahe planeedi süsteemi tuvastamine," ütles Julien Girard Marylandi osariigis Baltimore'is asuva Kosmoseteleskoobi teadusinstituudist.
Selles uues uuringus, mis ilmus ajakirja Nature Astronomy 3. juuni numbris, kasutas astronoomide meeskond MUSE spektrograafi Euroopa lõunaobservatooriumi väga suure teleskoobiga (VLT.)
Protoplanetaarse ketta sees nägemine on raske ülesanne. Täht pole mitte ainult hele, domineerib kujutist, vaid kõik ketas olevad gaasid ja tolm võivad blokeerida moodustavatelt planeetidelt tuleva valguse. MUSE-instrumendil on võime lukustuda pilves oleva vesiniku kiirgava valguse külge, mis on märk vesiniku kogunemisest veel moodustavatele planeetidele.
"Olime teise planeedi leidmise üle väga üllatunud," ütles Leideni observatooriumi juhtiv autor Sebastiaan Haffert paberkandjal.
„Selliste rajatiste nagu ALMA, Hubble või suurte kohapealsete optiliste teleskoopide abil näeme rõngastega kettaid ja tühimikke. Lahtine küsimus on olnud, kas seal on planeete? Sel juhul on vastus jah, ”selgitas Girard.
See, mida meeskond märkas, oli planeet nimega PDS 70c. (Sama süsteemi teist planeeti, nimega PDS 70b, märgati esmakordselt umbes aasta tagasi.)
Uus planeet PDS 70c asub ketta välisserva lähedal ja asub tähest umbes 3,3 miljardi miili kaugusel. See on umbes sama kaugel kui Neptuun Päikesest. Astronoomidel on planeedi massi kohta vaid esialgsed hinnangud, kuid nende hinnangul on PDS 70c mass 1–10 korda suurem kui Jupiteril.
Varem avastatud planeet PDS 70b asub tähest umbes 2 miljardi miili kaugusel, umbes sama mis Uraan meie Päikesesüsteemis. Selle mass on 4–17-kordne Jupiteri mass.
Nüüd ootame. James Webbi teleskoobi jaoks
Nendest noortest eksoplaneetidest piltide saamine on MUSE spektrograafi jaoks õnnelik õnnetus. Vahend töötati algselt välja galaktikate ja täheparvede uurimiseks. Kuid nagu selgub, on see hea moodustumise käigus eksoplaneetide märkamiseks. Ja see õnnetus on aidanud nebulaarse hüpoteesi hüpoteesilt aktsepteeritud teooriale viia.
See uus vaatlusviis töötati välja galaktikate ja täheparvede uurimiseks suurema ruumilise eraldusvõimega. Kuid see uus režiim muudab selle sobivaks ka eksoplaneetide pildistamiseks, mis polnud MUSE instrumendi algne teaduse juht, ”ütles Haffert.
Edaspidi (tulevik, mis jääb järjest lükkuma) edendab James Webbi kosmoseteleskoop (JWST) nendes ketas moodustuvate noorte planeetide uurimist. Kui selle täiustatud kosmoseteleskoobi lõpmatu ootamine on möödas, peaks selle võimsus võimaldama astronoomidel nullida väga spetsiifiliste valguse lainepikkustel, mida eraldab vesiniku akumuleerimine.
See tähendab, et teadlased saavad mõõta ketta vesiniku temperatuuri ja selle tihedust. Mõlema asja teadmine aitab meil õigesti mõista, kuidas gaasihiiglased planeedid tekivad.
Kuid praegu on vähemalt meil pilte planeetidest ja kui astronoomid vaatavad galaktikasse ja näevad neid noori tähesüsteeme ning ketaste lünki, võivad nad olla kindlad, et seal on tõepoolest planeete.
