Spirala gazu i pyłu. Tak mogą wyglądać narodziny niemowlęcej planety

Teleskop VLT należący do Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO) zaobserwował znaki ostrzegawcze zwiastujące o narodzinach systemu gwiazdowego. Jak stwierdzili astronomowie, wokół młodej gwiazdy AB Aurigae znajduje się gęsty dysk gazu i pyłu, w którym dostrzeżono wyraźną strukturę spiralną z "supłem", wskazującą miejsce, w którym może tworzyć się planeta. Struktura ta może być pierwszym bezpośrednim dowodem na narodziny "niemowlęcej" planety.

- Do tej pory zidentyfikowano tysiące planet, ale niewiele wiadomo o tym, w jaki sposób się one formują - mówił Anthony Boccaletti, który kierował badaniami w Obserwatorium Paryskim, francuskiej publicznej uczelni technicznej (Université Paris Sciences et Lettres).

Wiadomo, że planety rodzą się w pyłowych dyskach otaczających młode gwiazdy, gdy zimny gaz i pył grupują się razem. Nowe obserwacje, których analizy zostały opublikowane w czasopiśmie naukowym "Astronomy & Astrophysics", mają pomóc lepiej zrozumieć ten proces.

- Aby faktycznie uchwycić moment formowania się planet, musimy obserwować bardzo młode systemy - tłumaczył Boccaletti. Do tej pory naukowcy nie uzyskali jednak wystarczająco ostrych i dokładnych obrazów takich młodych dysków, aby znaleźć w nich "pętlę" wskazującą miejsce powstania nowej planety.

Zdjęcia teleskopu VLT pokazują spiralę gazu i pyłu wokół AB Aurigae, znajdującej się 520 lat świetlnych od Ziemi w kierunku konstelacji Woźnicy. Takie spirale wskazują na występowanie niemowlęcych planet, które "wypychają" gaz. Jak wyjaśnił Emmanuel Di Folco z Astrophysics Laboratory of Bordeaux (LAB) we Francji, który także brał udział w badaniach, w ten sposób tworzą się "zaburzenia w dysku w formie fal, na kształt śladu łodzi na jeziorze".

Z powodu rotacji planety wokół gwiazdy centralnej, fale uzyskują kształt ramienia spiralnego. Obszar bardzo jasnej żółtej "pętli" blisko centrum nowego zdjęcia AB Aurigae, który znajduje się mniej więcej w tej samej odległości od gwiazdy, co Neptun od Słońca, to jedno z tego typu zaburzeń. Stąd też naukowcy twierdzą, że tworzy się tam planeta.

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), interferometr radiowy należący do ESO, od kilku lat obserwuje system AB Aurigae. To właśnie dzięki sieci radioteleskopów dostrzeżono pierwsze wskazówki na temat procesu formowania się potencjalnej planety wokół gwiazdy. Naukowcy dostrzegli dwa spiralne ramiona gazu blisko gwiazdy, położone w wewnętrznym obszarze dysku. W 2019 roku i na początku 2020 roku Boccalettiemu i zespołowi astronomów z Francji Tajwanu, Stanów Zjednoczonych i Belgii udało się uzyskać lepszy obraz, dzięki skierowaniu w stronę gwiazdy instrumentu SPHERE na teleskopie VLT w Chile. Są to najgłębsze uzyskane do tej pory obrazy systemu AB Aurigae.

Dzięki nim naukowcy zobaczyli słabsze światło od małych ziaren pyłu i emisje pochodzące z wewnętrznego dysku. W ten sposób potwierdzili istnienie ramion spiralnych, wykrytych wcześniej przez ALMA oraz dostrzegli inną znaczącą cechę, jaką jest "supeł", wskazujący na występowanie trwających procesów formowania się planety w dysku.

- Supeł jest spodziewany na podstawie niektórych modeli teoretycznych powstawania planet - powiedziała współautorka analiz Anne Dutrey z LAB. - Odpowiada połączeniu dwóch spiral - jednej wijącej się do wewnątrz orbity planety, a drugiej ekspandującej na zewnątrz - które łączą się w miejscu istnienia planety. Spirale pozwalają gazowi i pyłowi z dysku na opadanie w wyniku grawitacji na formującą się planetę i jej wzrost - dodała.

W najbliższym czasie ma powstać kolejne narzędzie ESO, 39-metrowy Ekstremalnie Wielki Teleskop (ELT), który wykorzysta najnowsze badania ALMA i SPHERE do dalszych analiz pozaziemskich światów. Jak wyjaśnił Boccaletti, ten potężny teleskop pozwoli astronomom otrzymać jeszcze bardziej szczegółowe zdjęcia powstających planet.

- Powinniśmy być w stanie zobaczyć jeszcze dokładniej w jaki sposób dynamika gazu wpływa na formowanie się planet - podsumował.

Autor: kw/dd / Źródło: ESO