Kunstniku kontseptsioon tähe ümber tiirleva Jupiteri-sarnase planeedi kohta. Pildikrediit: NASA Suurendamiseks kliki pildil
NASA Spitzeri kosmoseteleskoobi abil on Rochesteri ülikooli juhitud astronoomide meeskond tuvastanud kahe väga noore tähe ümber tolmuseid kettaid tekitavaid lünki, mis viitab sellele, et sinna on moodustunud gaasihiiglased planeedid. Aasta tagasi leidsid need samad teadlased tõendid noore tähe ümber asunud esimese “beebiplaneedi” kohta, seades väljakutse enamiku astrofüüsikute mudelitele hiiglaslike planeetide moodustamiseks.
Astrophysical Journal Lettersi 10. septembri numbri uued leiud ei kinnita mitte ainult ettekujutust, et Jupiteri taolised hiiglaslikud planeedid kujunevad palju kiiremini, kui teadlased on tavapäraselt eeldanud, kuid üks gaasi abil ümbritsetud tähtedest, mille nimi on GM Aurigae, on analoogne meie omaga Päikesesüsteem. Juba ühe miljoni aasta vanuselt annab täht ainulaadse akna, kuidas meie enda maailm võis tekkida.
"GM Aurigae on sisuliselt meie Päikese palju noorem versioon ja selle ketta tühik on umbes sama suur kui meie enda hiiglaslike planeetide hõivatud ruum," ütleb Dan Watson, Rochesteri ülikooli füüsika ja astronoomia professor ja Spitzer IRS Disks uurimisrühma juht. "Selle vaatamine on nagu beebipiltide vaatamine meie Päikesest ja Päikesesüsteemist," ütleb ta.
"Tulemused seavad väljakutse olemasolevatele hiidplaneetide kujunemise teooriatele, eriti neile, kus planeedid kumuleeruvad järk-järgult miljonite aastate jooksul," ütleb Nichi Calvet, Michigani ülikooli astronoomiaprofessor ja paberi juhtiv autor. "Sellised uuringud aitavad meil lõppkokkuvõttes paremini mõista, kuidas meie väliste planeetide, aga ka teiste universumi vormid moodustuvad."
Uued “beebiplaneedid” elavad lageraietes, mille nad on välja kettinud tähtede DM Tauri ja GM Aurigae ümbruses, 420 valgusaasta kaugusel Sõnni tähtkujus. Neil ketastel on juba mitu aastat kahtlustatud, et neil on kesksed augud, mis võivad olla tingitud planeedi moodustumisest. Uued spektrid ei jäta aga kahtlust: lüngad on nii tühjad ja terava servaga, et planeetide moodustumine on nende ilmumisele kõige mõistlikum selgitus.
Uusi planeete ei ole veel otse näha, kuid Spitzeri infrapunaspektrograaf (IRS) näitas selgelt, et teatud tähti ümbritsev tolmupiirkond puudub, mis viitab kindlalt planeedi olemasolule nende ümber. Protoplanetaarse ketta tolm on tähe lähedal keskel kuumem ja kiirgab seega suuremat osa oma valgust lühema lainepikkusega kui ketta jahedam välimine ulatus. IRS-i ketaste meeskond leidis, et kõigil lühikestel infrapunalainepikkustel kiirgavas valguses oli järsk defitsiit, mis viitab kindlalt sellele, et ketta keskosa puudub. Need tähed on tähtstandardite järgi väga noored, umbes miljon aastat vanad, neid ümbritsevad endiselt nende embrüonaalsed gaaskettad. Ainus mõistlik seletus tähe lühikese eluea jooksul tekkida võiva gaasi puudumise kohta on see, et planeet - tõenäoliselt meie Jupiteri sarnane gaasigigant - tiirleb ümber tähe ja gravitatsiooniliselt “pühib” gaasi selle kauguse kaugusele. täht.
Nagu ka eelmise aasta noorte planeetide leidude puhul, on need vaatlused väljakutseks kõigile olemasolevatele hiidplaneetide moodustumise teooriatele, eriti nn tuumakorptsiooni mudelitele, milles sellised planeedid on üles ehitatud väiksemate kehade akrimineerimise teel, mis nõuavad palju hiiglasliku planeedi ehitamiseks on rohkem aega kui nende süsteemide ajastul.
IRS-i ketaste meeskond avastas GM Aurigae kohta veel midagi uudishimulikku. Nagu teistelgi uuritud juhtudel, on tolmuketta lihtsa keskse puhastamise asemel, näiteks teistel uuritud juhtudel, GM Aurigae ketas selge tühimiku, mis eraldab tiheda, tolmuse välimise ketta tihedast sisemisest. See võib olla kas vaheetapp, kuna uus planeet puhastab seda ümbritseva tolmu ja viib täieliku keskse puhastumiseni nagu teisedki “beebiplaneedi” kettad, või võib selle põhjuseks olla mitu planeeti, mis lühikese aja jooksul moodustuvad ja pühivad välja tolm keerukamal viisil.
GM Aurigae mass on meie Päikese lähedal oleva kaksiku massist 1,05 korda suurem, nii et sellest saab Päikesega väga sarnane täht. Kui see kataks meie enda päikesesüsteemi, ulatuks avastatud vahe umbes Jupiteri orbiidilt (460 miljonit miili) Uraani orbiidini (1,7 miljardit miili). See on sama ulatus, kus meie süsteemi gaasi hiiglaslikud planeedid ilmuvad. Väikesed mittegaasi hiiglaslikud planeedid, kivised maailmad, nagu Maa, ei pühiks nii palju materjali ja seega poleks tolmu puudumisel tuvastatavad.
Spitzeri kosmoseteleskoop viidi orbiidile 25. augustil 2003. IRS-i ketaste uurimisrühma juhivad liikmed, kes ehitasid Spitzeri infrapunaspektrograafi. Sellesse kuuluvad ka Rochesteri ülikooli, Cornelli ülikooli, Michigani ülikooli, autonoomse riigi astronoomid. Mehhiko ülikool, Virginia ülikool, Ithaca kolledž, Arizona ülikool ja UCLA. NASA reaktiivmootorite laboratoorium Californias Pasadenas juhib Washingtonis NASA teadusmissiooni direktoraadi Spitzeri kosmoseteleskoobi missiooni. Teadusoperatsioonid viiakse läbi California tehnoloogiainstituudi Spitzeri teaduskeskuses, samuti Pasadenas.
