Naukowcy z Uniwersytetu w Arizonie odkryli młodą egzoplanetę, która dostarczy nam zupełnie nowe światło na to, w jaki sposób powstają planety w całym wszechświecie.
Zdjęcia galaktyk spiralnych widział każdy. Zazwyczaj widać na nich niezwykle jasne centrum, z którego rozwijają się zakrzywione ku krawędzi ramiona spiralne zbudowane z jasnych, gorących gwiazd, których jest tak akurat więcej niż w przestrzeni między gwiazdami. Gdy jednak takie same ramiona znajduje się wokół gwiazdy, to mamy do czynienia z czymś zupełnie innym.
Wokół młodych gwiazd zazwyczaj unosi się dysk pyłu i gazu pozostałego z procesu jej formowania. To w tym dysku bezustannie dochodzi do zderzeń między mniejszymi i większymi ziarnami pyłu. Jeżeli do zderzeń dochodzi przy dużej prędkości, dochodzi do ich rozbicia na mniejsze. Gdy jednak prędkość względna jest odpowiednio mała, ziarna mogą się ze sobą łączyć w coraz większe konglomeraty. Z czasem część z nich osiąga takie rozmiary, że ich grawitacja zaczyna przyciągać do siebie materię z otoczenia. W ten sposób mogą powstawać planety.
Te dyski protoplanetarne, które służą jako kolebki nowonarodzonych planet, od dawna intrygują badaczy, ponieważ zapewniają wgląd zarówno we wczesne etapy naszego Układu Słonecznego, jak i w ogóle w proces powstawania planet. Przez długi czas naukowcy spekulowali, że ramiona spiralne w tych dyskach mogą być spowodowane przez powstające planety, jednak dotychczas żadnej takiej nie odkryto.
Podobny spiralny dysk naukowcy znaleźli jakiś czas temu wokół gwiazdy MWC 758.
W najnowszym artykule opublikowanym w periodyku Nature Astronomy zespół badaczy z Uniwersytetu Arizony opisał odkrycie masywnej planety MWC 758c, która może być odpowiedzialna za ramiona spiralne rozciągające się wokół jej gwiazdy macierzystej. To duże osiągnięcie, bowiem poszukiwanie tej planety odpowiadającej za powyższe ramiona spiralne nie przynosiło przez długi czas żadnych efektów.
Gwiazda macierzysta planety znajduje się około 500 lat świetlnych od Ziemi i ma zaledwie kilka milionów lat – to dosłownie noworodek, szczególnie w porównaniu z naszym własnym Słońcem, które ma 4,6 miliarda lat. Dlatego też gwiazda wciąż posiada swój dysk protoplanetarny, ponieważ rozwianie otaczajćego gazu, wyrzucenie części materii z układu lub jej opadnięcie na gwiazdę i w końcu uformowanie się planet, księżyców, planetoid i komet zajmuje około 10 milionów lat. Wyraźny wzór spiralny w dysku protoplanetarnym odkryto w tym przypadku po raz pierwszy już w 2013 roku. Już wtedy wskazywano, że takie struktury mogły zostać wycięte w dysku przez planety.
Naukowcy wskazują, że tak jak ten układ planetarny mógł także wyglądać nasz Układ Słoneczny, gdy miał 1 proc. swojego obecnego wieku. Wtedy to powstający Jowisz mógł rzeźbić dysk grawitacyjnie.
Warto tutaj zauważyć, że spośród 30 zidentyfikowanych dysków protoplanetarnych około dziesięciu posiada wyraźne ramiona spiralne w dysku protoplanetarnym.
Ramiona spiralne widoczne na zdjęciach powstają w wyniku przyciągania grawitacyjnego planety na materię krążącą wokół gwiazdy. Innymi słowy, oczekiwano, że obecność masywnego towarzysza gwiazdy, takiego jak gigantyczna planeta, doprowadzi do powstania spiralnego wzoru w dysku. Mimo tego, jak dotąd nie udawało się wykryć takiej planety. To było zdumiewające, bowiem planety-olbrzymy powinny być bardzo jasne wkrótce po powstaniu, a tym samym wyraźnie widoczne.
Naukowcom z UA w końcu udało się wykryć MWC 758c za pomocą interferometru Large Binocular Telescope Interferometer, w skrócie LBTI zbudowanego w UArizona, łączącego dwa 8,4-metrowe zwierciadła główne teleskopu, które w przeciwieństwie do większości mogą prowadzić obserwacje na dłuższych falach w zakresie średniej podczerwieni. Inne instrumenty używane do obserwacji egzoplanet na krótszych lub bardziej niebieskich falach.
Chociaż szacuje się, że egzoplaneta ma co najmniej dwukrotnie większą masę od Jowisza, była niewidoczna dla innych teleskopów ze względu na jej niespodziewany czerwony kolor – „najbardziej czerwona” planeta, jaką kiedykolwiek odkryto. Dłuższe i bardziej czerwone fale są trudniejsze do wykrycia niż krótsze fale ze względu na blask termiczny atmosfery ziemskiej i samego teleskopu. LBTI to jeden z najczulszych teleskopów na podczerwień, jaki kiedykolwiek zbudowano, a dzięki swoim większym rozmiarom może nawet przewyższać JWST w wykrywaniu planet bardzo blisko swoich gwiazd, takich jak MWC 758c.
Naukowcy proponują dwa różne modele wyjaśniające, dlaczego ta planeta jest jaśniejsza na dłuższych falach. Albo jest to planeta o temperaturze niższej, niż oczekiwano, albo jest to planeta, która wciąż jest gorąca od momentu powstania i tak się składa, że jest spowita pyłem.
Badacze mówią, że duże ilości pyłu w pobliżu planety mogą sygnalizować, że planeta wciąż się formuje i że może być w trakcie generowania układu księżyców, takich jak księżyce Jowisza.
Astronomowie z UArizona przewidują, że kiedy zaobserwują gigantyczną egzoplanetę za pomocą Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, będą w stanie ocenić, co tak naprawdę dzieje się w tym młodym układzie. Zespół otrzymał czas na wykorzystanie JWST na początku 2024 r.
Źródło: 1