Po celá desetiletí je nejvíce široce přijímaným pohledem na to, jak se naše Sluneční soustava utvořila, hypoteční hypotéza. Podle této teorie se Slunce, planety a všechny ostatní objekty ve Sluneční soustavě tvořily z mlhavých hmotných miliard let. Tento prach zažil ve středu gravitační kolaps, který utvořil naše Slunce, zatímco zbytek materiálu tvořil prsten s kruhovým úlomkem, který se spojil a vytvořil planety.
Díky vývoji moderních dalekohledů dokázali astronomové testovat tuto hypotézu na jiných hvězdných systémech. Bohužel, ve většině případů, astronomové byli schopni pozorovat jen trosky prstenců kolem hvězd s náznaky planet ve formaci. Teprve nedávno byl tým evropských astronomů schopen zachytit obraz novorozené planety, což dokazuje, že kruhy na trosky jsou skutečně rodištěm planet.
Výzkum týmu se objevil ve dvou novinách, které byly nedávno zveřejněny v Astronomie a astrofyzika, s názvem „Objev společníka planetární hmoty v mezeře přechodového disku kolem PDS 70“ a „Orbitální a atmosférická charakterizace planety v mezeře přechodného disku PDS 70“. Za oběma studijními týmy byli člen z Institutu Maxe Plancka pro astronomii (MPIA) a několik observatoří a univerzit.
Pro účely studií si týmy vybraly PDS 70b, planetu, která byla objevena ve vzdálenosti 22 astronomických jednotek (AU) od své hostitelské hvězdy a která byla považována za nově vytvořené tělo. V první studii, kterou vedla Miriam Keppler z Astronomického institutu Maxe Plancka, tým uvedl, jak studovali protoplanetární disk kolem hvězdy PDS 70.
PDS 70 je nízkohmotná T Tauri hvězda umístěná v souhvězdí Centaurus, přibližně 370 světelných let od Země. Tato studie byla provedena za použití archivních snímků v blízkém infračerveném pásmu pořízeném spektro-polárnímetrickým vysoce kontrastním exoplanetovým přístrojem REsearch (SPHERE) na velmi velkém dalekohledu ESO (VLT) a na blízkém infračerveném koronografickém snímači na jihu dalekohledu Gemini. .
Pomocí těchto nástrojů provedl tým první robustní detekci mladé planety (PDS 70b) obíhající v mezeře v protoplanetárním disku její hvězdy a vzdáleného přibližně 3 miliardy km (1,86 miliardy mi) od její centrální hvězdy - zhruba ve stejné vzdálenosti mezi Uranem a slunce. Ve druhé studii vedené Andreem Mullerem (také z MPIA) tým popisuje, jak pomocí nástroje SPHERE změřili jas planety na různých vlnových délkách.
Z toho byli schopni určit, že PDS 70b je plynový gigant, který má asi devět Jupiterových hmot a povrchovou teplotu asi 1000 ° C (1832 ° F), což z něj činí zvláště „horký super-Jupiter“. Planeta musí být mladší než její hostitelská hvězda a pravděpodobně stále roste. Data také naznačila, že planeta je obklopena mraky, které mění záření emitované planetárním jádrem a jeho atmosférou.
Díky použitým pokročilým nástrojům byl tým také schopen získat obraz planety a jejího systému. Jak můžete vidět z obrázku (nahoře nahoře) a videa níže, je planeta viditelná jako jasný bod vpravo od černěného středu obrázku. Tato temná oblast je způsobena koronografem, který blokuje světlo od hvězdy, aby tým mohl detekovat mnohem slabšího společníka.
Jak Miriam Keppler, postgraduální studentka MPIA, vysvětlila v nedávném prohlášení ESO pro tisk:
"Tyto disky kolem mladých hvězd jsou rodišti planet, ale zatím jen hrstka pozorování v nich objevila náznaky dětských planet." Problém je v tom, že až dosud mohla být většina z těchto kandidátů na planetu pouze rysem disku. “
Výzkumné týmy kromě pozorování mladé planety také poznamenaly, že vytvořila protoplanetární disk obíhající kolem hvězdy. Oběžná dráha planety v podstatě sledovala obrovskou díru ve středu disku po nahromadění materiálu z ní. To znamená, že PDS 70 b se stále nachází v blízkosti svého místa narození, pravděpodobně se bude hromadit materiál a bude i nadále růst a měnit se.
Po celá desetiletí si astronomové byli vědomi těchto mezer v protoplanetárním disku a spekulovali, že byly vytvořeny planetou. Nyní mají konečně důkazy na podporu této teorie. Jak vysvětlil André Müller:
“Výsledky Kepplera nám dávají nové okno do složitých a špatně pochopených raných fází planetární evoluce. Potřebovali jsme pozorovat planetu na disku mladé hvězdy, abychom skutečně porozuměli procesům formování planety.“
Tyto studie budou pro astronomy přínosem, zejména pokud jde o teoretické modely tvorby a vývoje planety. Stanovením atmosférických a fyzikálních vlastností planety dokázali astronomové vyzkoušet klíčové aspekty hypotetické hypotézy. Objev této mladé, prachem zahalené planety by nebyl, kdyby ne pro schopnosti nástroje ESO SPHERE.
Tento nástroj studuje exoplanety a disky kolem blízkých hvězd technikou známou jako zobrazování s vysokým kontrastem, ale také se spoléhá na pokročilé strategie a techniky zpracování dat. Kromě blokování světla hvězdou koronografem je SPHERE schopen odfiltrovat signály slabých planetárních společníků kolem jasných mladých hvězd na různých vlnových délkách a epochách.
Jak uvedl v nedávné tiskové zprávě MPIA Prof. Thomas Henning - ředitel MPIA, německý spoluřešitel nástroje SPHERE a hlavní autor obou studií, uvedl:
„Po deseti letech vývoje nových výkonných astronomických nástrojů, jako je SPHERE, nám tento objev ukazuje, že jsme konečně schopni najít a studovat planety v době jejich vzniku. To je naplnění dlouho ceneného snu. “
Budoucí pozorování tohoto systému také umožní astronomům testovat další aspekty modelů formování planety a dozvědět se o rané historii planetárních systémů. Tato data také povedou dlouhou cestu k určení, jak se naše vlastní sluneční soustava formovala a vyvíjela během své rané historie.
