Umetnikova koncepcija planeta Jupiter, ki kroži okoli zvezde. Kreditna slika: NASA Klikni za povečavo
Skupina astronomov, ki jo je vodila univerza v Rochesteru, je z NASA-ino vesoljskim teleskopom odkrila vrzeli, ki so zvonili po prašnih diskih okoli dveh zelo mladih zvezd, kar kaže na to, da so se tam oblikovali planeti velikanskih plinov. Pred enim letom so ti isti raziskovalci našli dokaze o prvem "otroškem planetu" okoli mlade zvezde in izzivali modele večine astrofizičnih modelov tvorbe planetov velikanov.
Nove ugotovitve v številki pisma Astrofizičnega časopisa z dne 10. septembra ne samo okrepijo idejo, da se orjaški planeti, kot je Jupiter, oblikujejo veliko hitreje, kot so tradicionalno pričakovali znanstveniki, temveč je ena od zvezd, zajeta s plinom, imenovana GM Aurigae, analogna naši solarni sistem. Zvezda je stara komaj 1 milijon let edinstveno okno, kako je morda nastal naš lastni svet.
"GM Aurigae je v bistvu precej mlajša različica našega Sonca, vrzel na njegovem disku pa je približno enaka velikosti kot prostor, ki ga zasedajo naši lastni orjaški planeti," pravi Dan Watson, profesor fizike in astronomije na univerzi v Rochesteru in vodja raziskovalne skupine Spitzer IRS Disks. "Pogled nanj je podoben gledanju otroških slik našega Sonca in zunanjega osončja," pravi.
"Rezultati predstavljajo izziv obstoječim teorijam o nastanku velikanskih planetov, zlasti tistim, v katerih se planeti gradijo postopoma v milijonih let," pravi Nuria Calvet, profesorica astronomije na Univerzi v Michiganu in glavni avtor prispevka. "Študije, kot je ta, nam bodo na koncu pomagale bolje razumeti, kako se oblikujejo naši zunanji planeti in tudi drugi v vesolju."
Novi "otroški planeti" živijo na čistinah, ki so jih opazili v diskih okoli zvezd DM Tauri in GM Aurigae, oddaljenih 420 svetlobnih let v ozvezdju Bik. Na teh diskih že nekaj let obstaja sum, da imajo osrednje luknje, ki bi lahko nastale zaradi nastanka planetov. Novi spektri pa ne puščajo dvoma: Vrzeli so tako prazni in z ostrimi robovi, da je planetarna tvorba daleč najbolj razumna razlaga za njihov videz.
Novih planetov še ni mogoče videti neposredno, vendar je Spitzerjev infrardeči spektrograf (IRS) jasno pokazal, da manjka območje prahu, ki obdaja nekatere zvezde, kar močno nakazuje na prisotnost planeta okoli vsake. Prah na protoplanetarnem disku je bolj vroč v središču v bližini zvezde in tako seva večino svoje svetlobe pri krajših valovnih dolžinah od hladnejših zunanjih dosegov diska. Skupina IRS Disks je ugotovila, da je pri vseh kratkih infrardečih valovnih dolžinah močan primanjkljaj svetlobe, kar močno nakazuje, da je osrednji del diska odsoten. Te zvezde so po zvezdnih standardih zelo mlade, stare približno milijon let, še vedno obdane s svojimi embrionalnimi plinskimi diski. Edino smiselno razlago za odsotnost plina, ki bi se lahko pojavila v kratki življenjski dobi zvezde, je, da planet - najverjetneje plinski velikan, kot je naš Jupiter - kroži okoli zvezde in gravitacijsko "pometa" plin znotraj te razdalje zvezda.
Kot pri lanskih ugotovitvah mladega planeta tudi ta opažanja predstavljajo izziv vsem obstoječim teorijam o nastanku velikanskih planetov, zlasti tistim iz modelov "jedrnega jedra", v katerih so takšni planeti zgrajeni z nabiranjem manjših teles, ki zahtevajo veliko več časa za izgradnjo orjaškega planeta kot starost teh sistemov.
Ekipa IRS Disks je odkrila nekaj drugega radovednega o GM Aurigae. Namesto preprostega osrednjega čiščenja diska za prah, kot je v drugih preučenih primerih, ima GM Aurigae na svojem disku jasno vrzel, ki ločuje gost, prašen zunanji disk od močnega notranjega. To je lahko vmesna faza, saj novi planet odstrani prah, ki ga obdaja, in vodi do popolnega osrednjega čiščenja, kot so ostali diski »otroškega planeta«, ali pa je lahko posledica tega, da se v kratkem času oblikuje več planetov in pomete. prah na bolj zapleten način.
GM Aurigae ima 1,05-kratno maso našega Sonca - bližnji dvojček - zato se bo razvil v zvezdo, zelo podobno Soncu. Če bi bil prekriven na našem Osončju, bi se odkrita vrzel razširila približno od orbite Jupitra (460 milijonov milj) do orbite Urana (1,7 milijarde milj). To je isto območje, v katerem se pojavljajo planeti velikan plinov v našem sistemu. Majhni planeti, ki niso velikanski, skalnati svet, kot je Zemlja, ne bi pometali toliko materiala in je ne bi bilo mogoče zaznati zaradi odsotnosti prahu.
Vesoljski teleskop Spitzer je bil izstreljen v orbito 25. avgusta 2003. Raziskovalno skupino IRS Disks vodijo člani, ki so zgradili Spitzerjev infrardeči spektrograf in vključuje astronome na univerzi Rochester, Univerzi Cornell, Univerzi v Michiganu, Avtonomni nacionalni Univerza v Mehiki, univerza v Virginiji, kolidž Itaka, univerza v Arizoni in UCLA. Nasin laboratorij za reaktivni pogon v Pasadeni v Kaliforniji upravlja misijonski vesoljski teleskop Spitzer za Nasino direkcijo za znanstveno misijo v Washingtonu. Znanstvene operacije se izvajajo v znanstvenem centru Spitzer na kalifornijskem tehnološkem inštitutu, prav tako v Pasadeni.
