Kas selle kauge gaasihiiglaste planeedi ümber moodustuvad kuud?

Noore tähe PDS 70 ümber asuv kettakujutis, mis asub 370 valgusaasta kaugusel. Süsteemi 2 planeeti on tähistatud. Astronoomid leidsid, et noorel planeedil, mida tähistatakse PDS 70 c, on planeediplaan, mis on eksomoonide võimalik sünnikoht. Pilt ALMA kaudu (ESO / NAOJ / NRAO) / A. Isella / ESO.

On hästi teada, et planeedid sünnivad noorte tähtedega ümbritsetud ümmarguste gaasi ja tolmu ketastes ning astronoomid on neid paljusid tähele pannud. Samuti arvatakse, et kuud võivad moodustada sarnaseid plaane ümbritsevaid kettaid, kuid neid on olnud keerulisem leida. Sel kuul (11. juuli 2019) teatasid astronoomid, et PDS 70 tähesüsteemis, mis asub 370 valgusaasta kaugusel, oli just selline gaasikeelega planeeti ümbritsev ketas. See on esmakordne vaatlus sellise ümmarguse planeedi ketta kohta, mis arvatavasti sünnitas meie päikesesüsteemis Jupiteri kuude enam kui 4 miljardit aastat tagasi.

Eelretsenseeritud avastuspaber avaldati ajakirjas The Astrophysical Journal Letters 11. juulil.

Teadlaste arvates sarnaneb see ketta tüübiga, mis kunagi Jupiteri ümber ümbritses ja paljudele kuudele sünnitas, kuna see ümbritseb alles arenevat noort gaasihiiglaste planeeti, mille nimi on PDS 70 c. Nagu Rice'i ülikooli astronoom Andrea Isella selgitas:

Planeedid moodustuvad gaasi ja tolmu ketastest moodustavate tähtede ümber ja kui planeet on piisavalt suur, võib see moodustada oma ketta, kui ta kogub orbiidil tähe ümber materjali. Jupiter ja selle kuud on näiteks meie päikesesüsteemis väike planeedisüsteem ja arvatakse, et Jupiteri kuud moodustusid planeedipiirkonnast, kui Jupiter oli väga noor.

Nagu Isella märkis ka National Radio Astronomy Observatory (NRAO) artiklis:

Esmakordselt näeme veenvalt ümmarguse planeedi ketta märgumärke, mis aitab toetada paljusid praegusi planeedi moodustamise teooriaid. Võrreldes meie tähelepanekuid kõrgresolutsiooniga infrapuna- ja optiliste piltidega, näeme selgelt, et muidu pisikeste tolmuosakeste mõistatuslik kontsentratsioon on tegelikult planeeti ümbritsev tolmuketas - esimene selline omadus, mida kunagi lõplikult on täheldatud.

Planetaarse ketta ja PDS 70 c võrdlus, nagu nägi ALMA (vasakul) ja varem VLT (paremal). VLT infrapunapilt näitas teist planeeti PDS 70 b, kuid mitte PDS 70 c ega ketast. Pilt A. Isella / ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) / Rice University kaudu.

Arvatakse, et sellised ümmarguse planeedi kettad ei kesta väga kaua, kõige rohkem umbes 10 miljonit aastat, nii et nende leidmiseks peavad astronoomid vaatama väga noori tähesüsteeme, kus planeedid alles tekivad. Varem on leitud vaid mõned kandidaatplaneedid. Isella sõnul:

Kettades on leitud käputäis kandidaatide planeete, kuid see on väga uus valdkond ja neid kõiki arutatakse endiselt. (PDS 70 b ja PDS 70 c) on kõige kindlamad, kuna on olnud sõltumatuid vaatlusi erinevate instrumentide ja tehnikatega.

Astronoomid tegid avastuse Tšiilis asuva tohutu 66-antennise Atacama suure millimeetri / submillimeetri massiivi (ALMA) abil; millimeetri laine raadiosignaalid paljastasid tolmuterade olemasolu seal, kus PDS 70 c ja tema õde planeet PDS 70 b alles suuremas ringikujulises ketas moodustavad.

PDS 70 b täheldati esmakordselt 2018. aastal SPHERE instrumendiga Euroopa Lõuna vaatluskeskuse väga suure teleskoobi (VLT) vahendusel. SPHERE kasutas tolmuketta moodustavate planeetide nägemiseks infrapunavalgust. Selle aasta juunis kasutasid astronoomid erinevat VLT instrumenti MUSE, mis jälgib valguse nähtavat lainepikkust, mida nimetatakse H-alfaks. See lainepikkus eraldub vesiniku langedes tähe või planeedi külge ja ioniseerituks. See oli veelgi parem kinnitamaks, et planeedid tõesti olid olemas, nagu Isella selgitas:

H-alfa annab meile rohkem kindlustunnet, et need on planeedid, kuna see viitab sellele, et nad ikka veel sisse tõmbavad gaasi ja tolmu ning kasvavad.

PDS 70-süsteemi ALMA-pilt, mis näitab nooremat tähte ümbritsevat suuremat ümmargust ketast. Kaks väikest plekki on kaks veel moodustavat planeeti. Pilt ALMA kaudu (ESO / NAOJ / NRAO) / A. Isella.

Uued ALMA tähelepanekud lisavad sellele varasemale tõendusmaterjalile, näidates, et planeedid pole mitte ainult tõelised, vaid ka neid ümbritsevad sellised kettad, mis peaksid lõpuks kuusid moodustama. Isella lisas:

See täiendab optilisi andmeid ja annab täiesti sõltumatu kinnituse, et seal on midagi.

ALMA vaatlused on väärtuslikud, kuna need on vähem piiratud kui VLT. Nagu Isella selgitas:

See tähendab, et suudame selle süsteemi juurde tagasi tulla erinevatel ajaperioodidel ning hõlpsamini kaardistada planeetide orbiidi ja tolmu kontsentratsiooni süsteemis. See annab meile ainulaadse ülevaate päikesesüsteemide orbitaalsetest omadustest nende kõige varasemas arenguetapis.

Uuemad ALMA andmed näitavad ka, et kahe planeedi vahel on selged erinevused. Siseosa, PDS 70 b, asub tähest umbes sama kaugel kui Uraan meie päikesest ja selle taga on sabataoline tolmumass. Isella sõnul:

Mis see on ja mida see selle planeedisüsteemi jaoks tähendab, pole veel teada. Ainus otsustav asi, mida võime öelda, on see, et see on planeedist piisavalt kaugel, et olla iseseisev omadus.

PDS 70 c, mis on kahe planeedi välimine külg, paistab eredalt infrapuna ja vesiniku valguse ribades. See tähendab, et tõenäoliselt on see täielikult moodustatud planeet, ehkki täiendavat läheduses olevat gaasi sihvatakse endiselt planeedi pinnale. PDS 70 c asub oma tähest umbes sama kaugel kui Neptuun meie päikesest ja tema mass on hinnanguliselt kuskil 1-10 korda suurem kui Jupiteri mass. Kui see asub selle skaala laiemas otsas, võib sellel Isella sõnul olla planeedi suurusega kuusid:

Kui planeet asub selle hinnangu laiemas otsas, on täiesti võimalik, et selle ümber võib moodustuda planeedi suurune kuu.

Andrea Isella. Pilt Rice'i ülikooli kaudu.

Üks võimalik planeedisuurune kuu on - võib-olla - juba leitud, mis tiirleb umbes 8000 valgusaasta kaugusel asuva gaasihiiglaste planeedi Kepler-1625b ümber. See kuu, kui see on tõeline, on umbes Neptuuni suurune, midagi meie Päikesesüsteemis ennekuulmatut. See potentsiaalne avastus on endiselt palju arutelusid ja seda pole veel kinnitatud.

Need leiud on põnevad, kuna planeediteadlased on juba pikka aega mõelnud, et teiste päikesesüsteemide planeetidel peaks olema kuusid, nagu meie enda päikesesüsteemis. Kuid nende leidmine on keeruline ja ühtegi pole veel kinnitatud, sest nad on palju väiksemad kui nende hostplaneet. Kui tsüklilised planetaarsed kettad nagu PDS 70 c ümbritsevad, on tavalised, siis tähendaks see, et ka kuud on tavalised. Mõned või isegi paljud neist võivad olla meie päikesesüsteemis sellised ookeanikuud nagu Europa ja Enceladus, kus elu võiks ette kujutada.

Selliste ümmarguste planeetide ketaste leidmine aitab ka astronoomidel paremini mõista, kuidas planeedisüsteemid üldiselt Isella sõnul moodustuvad:

On palju, mida me planeetide moodustamisest ei mõista, ja nüüd on meil lõpuks olemas vahendid, et teha otseseid vaatlusi ja hakata vastama küsimustele, kuidas meie päikesesüsteem kujunes ja kuidas teised planeedid võivad moodustuda.

Kunstniku kontseptsioon noorest gaasihiiglaste planeedist PDS 70 c ümbritsevast tsüklilise planeedi gaasi ja tolmu kettast. Tõendite kohaselt võib sellel kettal olla kuusid. Pilt NRAO / AUI / NSF / S kaudu. Dagnello.

Alumine rida: esimest korda on astronoomid kinnitanud tsirkuleaarset gaasi ja tolmu ketast noore gaasihiiglaste planeedi ümber, kus võivad moodustuda võõrad kuud.

Allikas: kandidaatprotoplaneetidega seotud pideva alammillimeetri emissiooni tuvastamine

Rice ülikooli kaudu

Riikliku raadioastronoomia vaatluskeskuse kaudu