Skąd pochodzą planety dziecięce? Cóż, ta obserwacja młodej gwiazdy, przypominającej krążek protoplanetarny w kształcie pierścienia słonecznego, może dostarczyć odpowiedzi.
Ten piękny obraz uchwycony przez potężny europejski teleskop Obserwatorium Południowego (ESO) - krata Atakam o dużym milimetrowym zasięgu (ALMA) - w Chile, pokazuje dysk gazu i pyłu otaczający gwiazdę TW Hydra sprzed 10 milionów lat, wystarczająco blisko nas ( 175 lat świetlnych od Ziemi). Obserwujemy głównie jedną stronę płaszczyzny orbity systemu gwiezdnego - są to płaszczyzny, wokół których będą się obracać przyszłe planety.
Przypomina to kształtowanie się planet dzieci w tych ciemnych przestrzeniach. Ich grawitacja omiata pył pozostawiony po uformowaniu się TW Hydry.
„Poprzednie badania nad teleskopami optycznymi i radiologicznymi potwierdzają, że TW Hydra jest gospodarzem wyróżniającego się dysku o cechach wyraźnie sugerujących, że planety zaczynają się łączyć” - powiedział Sean Andrews z Harvard-Smithsonian Astrophysics Center w Cambridge, Massachusetts, i opublikowany w opublikowanym czasopiśmie Listy czasopism astrofizycznych.
Obserwacje młodych systemów gwiezdnych, takich jak TW Hydra, odgrywają rolę kapsuł czasowych w przeszłości naszego Układu Słonecznego. To tak, jakby nasz „proto” układ słoneczny patrzył na obserwatora kosmitów jakieś 4, 5 miliarda lat temu.
Mierząc odległość szczelin pyłu od centralnej gwiazdy, astronomowie zdali sobie sprawę, że prawdopodobne planety powstają w 20 i 40 a. e. od gwiazdy, która odpowiada przybliżonym odległościom orbitalnym Urana i Plutona odpowiednio od Słońca. Ale jest też jedna przestrzeń blisko gwiazdy, która wygląda bardzo znajomo. „Nowe obrazy ALMA ukazują dysk w niespotykanej dotąd szczegółowości, ukazując serię koncentrycznych, zakurzonych, jasnych pierścieni i ciemnych luk, w tym intrygujące cechy, które mogą wskazywać, że powstaje planeta o orbicie podobnej do Ziemi” - powiedział Andrews.
Modele formacji planetarnej mają logiczne znaczenie. Po uformowaniu gwiazdy i rozpoczęciu fuzji jądrowej w jądrze, gaz i pył z obłoku molekularnego, które narodziły się na początku, są następnie łączone w pyłowy wirujący dysk wokół młodej gwiazdy. W miarę stygnięcia dysku materiał zaczyna zbijać się ze sobą. Bryły pyłu przekształcają się w skaliste planetozymale, które zamiatają więcej pyłu i gruzu, tworząc protoplanety. Po milionach i miliardach lat zamieniają się w planety.
Z punktu widzenia obserwatora, adhezja materiału odetnie luki w dysku protoplanetarnym, tworząc wzór, który można zobaczyć w tej oszałamiającej obserwacji ALMA.
Aby bliżej przyjrzeć się przestrzeni ukrytego pyłu TW Hydra, moc obserwacji ALMA została zwiększona, gdy długoterminowa konfiguracja podstawowa została włączona do jego wysokiej rozdzielczości. Matryca składa się z 66 anten radiowych, więc kiedy znajdują się w maksymalnej separacji (zwiększając tym samym linię bazową obserwatorium), są one oddalone o 15 kilometrów (ponad 9 mil). Dzięki temu system może zwiększyć swoją czułość, aby zobaczyć bardzo małe szczegóły w centrum systemu gwiezdnego, co daje nam bezprecedensowy widok na lukę protoplanetarną w zaledwie 1 a. e. od gwiazdy - na orbicie identycznej z odległością orbitalną Ziemi od Słońca. „Jest to najwyższa rozdzielczość przestrzenna obrazu dysku protoplanetarnego, jaki kiedykolwiek otrzymał ALMA, i nie będzie łatwo go pokonać w przyszłości!” Dodał Andrews.
Ta oszałamiająca obserwacja pojawiła się dopiero tydzień po tym, jak Extra Large Array w Nowym Meksyku opublikowała szczegółowe obrazy gromad materialnych uformowanych w szczelinie protoplanetarnej pociętej na dysk otaczający HL Gwiazdę Byka 1 milion lat. Gwiazda HL Taurus była również badana przy użyciu ALMA, a jej obserwacje w 2014 r. Były uważane przez astronomów za „rewolucyjne”. W końcu był to pierwszy dowód, że udało nam się uchwycić powstanie planety dziecięcej.
Niemniej jednak te nowe obserwacje TW Hydry można uznać za jeszcze bardziej rewolucyjne, ponieważ ta gwiazda jest znacznie bliżej Ziemi i pozwala nam zobaczyć więcej szczegółów w kolebce planety dzieci.
Teraz astronomowie mają nadzieję na porównanie obu gwiezdnych przestrzeni protoplanetarnych, aby zobaczyć, w jaki sposób światy rodzą się wokół gwiazd w ich latach kształtowania. I mamy szczęście, że mamy HL Taurusa i TW Hydrę (dwie gwiazdy w wieku 1 miliona i 10 milionów lat). Przecież pomogą zebrać obraz wczesnej ewolucji planet. Jednocześnie możemy wyruszyć w głęboką podróż, pełną odkryć na temat rozwoju naszego układu słonecznego 4, 5 miliardów lat temu.
