Sončni sistem je od nas oddaljen 370 svetlobnih let, otroški planeti. Zvezda v središču vsega je mlada, stara le približno 6 milijonov let. In njegova dojenčka sta dva ogromna planeta, verjetno oba plinska velikana, ki se negujeta s plinovito snovjo iz krožnega diska zvezde.
Gostiteljska zvezda v tem sistemu se imenuje PDS 70. PDS 70 je nekoliko manjši in manj masiven kot naše Sonce in še vedno sam pridobiva materijo. Ta mlada zvezda je zvezda T Tauri, kar v bistvu pomeni, da so zelo mladi in šele začenjajo v življenju. Ker je še tako mlad, se planeti še vedno tvorijo v orbiti okoli njega. In videti, kako se nastajajoči planeti še vedno oblikujejo, je nekaj, kar astronomi šele začnejo dobivati.
"To je prvo nedvoumno odkrivanje sistema dveh planetov, ki je zarezal disko."
Julien Girard, Znanstveni inštitut za vesoljski teleskop.
Podobe teh mladih planetov, ki se še tvorijo, so zanimive, saj so dokazi, ki podpirajo našo dolgoletno teorijo, kako se planeti oblikujejo v mladih sončnih sistemih. Ta teorija se imenuje Nebularna hipoteza in obstaja že desetletja, vendar brez opazovalnih dokazov, ki bi to podkrepili.
Nebularna hipoteza
Zvezde tvorijo iz masivnih oblakov večinoma vodika, imenovanih molekularni oblaki. Molekularni oblaki so gravitacijsko nestabilni in plin se nagiba skupaj. Sčasoma se eden od teh grud začne s snežno kepo in postaja vse večji in večji. Ob tem se oblak splošči kot palačinka in se začne vrteti, ko pa osrednja gruča postane dovolj gosta, se vname v zlitje in nastane zvezda. Številne zvezde so v binarnih sistemih, ko dve zvezdi tvorita iz molekularnega oblaka.
Toda zvezda v središču ni edina gruča. Druge, manjše grude se tvorijo v vrtljivem plinu in lahko se oblikujejo v planete. Nekateri plinasti planeti, kot sta Jupiter in Saturn v našem Osončju, lahko postanejo resnično veliki. (Astronomi včasih Jupitra in Saturna označujejo kot "neuspele zvezde", ker so bili na poti, da postanejo zvezde, a do tja niso mogli priti.)
Če bi tam zamrznili postopek, bi v središču ravnega vrtečega se oblaka plina videli mlado zvezdo. Toda v plinu bi videli obroče v obliki obročev, kjer so planeti zasedeni, da pometajo material in postajajo, no, planeti. Temu procesu pravimo povečanje. In to ni več molekularni oblak, zdaj se imenuje "protoplanetarni disk", ker je oblika diska in v njem se oblikujejo protoplaneti.
In ravno to vidijo astronomi.
Videti dejanske planete
Pri teh novih slikah je kul, da ne vidimo samo vrzeli in obroči, ki signalizirajo prisotnost planeta, lahko tudi same dejanske planete. In šele drugič smo zagotovo videli sistem dveh planetov, ki dela diskete na disku. (Leta 2008 je bil posnet sistem s štirimi planeti, imenovan HR 8799).
"Bili smo zelo presenečeni, ko smo našli drugi planet."
Sebastiaan Haffert, vodilni avtor, Leiden observatorij.
"To je prvo nedvoumno odkrivanje sistema dveh planetov, ki je zarezal disko," je dejal Julien Girard z Znanstvenega inštituta za vesoljski teleskop v Baltimoru v Marylandu.
V tej novi raziskavi, objavljeni v 3. juniju številke Nature Astronomy, je ekipa astronomov uporabila Spektrograf MUZE na zelo velikem teleskopu evropskega observatorija (Južni observatorij).
Videti v protoplanetarni disk je težka naloga. Zvezda ni le svetla, prevladuje na sliki, ampak ves plin in prah na disku lahko blokirata svetlobo, ki prihaja iz oblikovalnih planetov. Instrument MUSE ima možnost, da se zaklene na svetlobo, ki jo oddaja vodik v oblaku, kar je znak, da se vodik vrača v še nastajajoče planete.
"Bili smo zelo presenečeni, ko smo našli drugi planet," je dejal Sebastiaan Haffert iz Leiden Observatory, glavni avtor tega prispevka.
»Z napravami, kot so ALMA, Hubble, ali velikimi zemeljskimi optičnimi teleskopi s prilagodljivo optiko vidimo diske z obročki in vrzeli povsod. Odprto vprašanje je bilo, ali so tam planeti? V tem primeru je odgovor pritrdilen, «je pojasnil Girard.
Ekipa je opazila planet z imenom PDS 70c. (Drug planet v istem sistemu, imenovan PDS 70b, je bil prvič opažen pred približno letom dni.)
Novi planet, PDS 70c, je blizu zunanjega roba diska in je od zvezde oddaljen približno 3,3 milijarde milj. To je približno enaka razdalja, kot je Neptun od Sonca. Astronomi imajo le predhodne ocene mase planeta, vendar ocenjujejo, da je PDS 70c od 1 do 10-krat večji kot Jupiter.
Prej odkriti planet, PDS 70b, je od zvezde oddaljen približno 2 milijard milj, približno toliko kot Uran v našem Osončju. Teža je med 4 do 17-krat večja od Jupitrovega.
Zdaj čakamo. Za James Webb teleskop
Pridobitev slik teh mladih eksoplanetov je za MUSE spektrograf neka srečna nesreča. Instrument je bil sprva razvit za proučevanje galaksij in zvezdnih grozdov. A kot kaže, je dobro, če opazimo eksoplanete v procesu oblikovanja. In ta nesreča je pomagala premakniti magnetno hipotezo iz hipoteze v sprejeto teorijo.
"Ta nov način opazovanja je bil razvit za proučevanje galaksij in zvezdnih grozdov z višjo prostorsko ločljivostjo. Toda ta nov način omogoča tudi slikanje eksoplanetov, ki ni bil prvotni znanstveni gonilnik za instrument MUSE, "je dejal Haffert.
V prihodnosti (prihodnost, ki še vedno zamuja) bo vesoljski teleskop James Webb (JWST) pospešil študij mladih planetov, ki se oblikujejo na teh diskih. Ko se konča vmesno čakanje na ta napredni vesoljski teleskop, bi njegova moč astronomom omogočila, da se vključijo na nič specifičnih valovnih dolžin svetlobe, ki jih oddaja s pridobivanjem vodika.
To pomeni, da bodo znanstveniki lahko izmerili temperaturo vodikovega plina v disku in njegovo gostoto. Če poznamo obe stvari, nam bo pomagalo, da bomo res razumeli, kako se oblikujejo planeti velikanskih plinov.
Zaenkrat imamo vsaj slike planetov in ko astronomi pogledajo v galaksijo in zagledajo te mlade zvezdne sisteme in vrzeli v diskih, so lahko prepričani, da so tam res planeti.
