Postoje li mjesečevi oko tog dalekog planeta plinova diva?

Sastavljena slika diska oko mlade zvijezde PDS-a udaljenog 370 svjetlosnih godina. 2 sustava planeta su označene. Astronomi su otkrili da mladi planet s PDS 70 c ima planetarni disk, moguće mjesto rođenja exomoona. Slika putem ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) / A. Isella / ESO.

Poznato je da se planeti rađaju u obodnim diskovima plina i prašine koji okružuju mlade zvijezde, a mnoge od njih astronomi su primijetili. Slično tome, smatra se da se Mjeseci formiraju na sličnim diskovima koji okružuju planete, ali njih je bilo teže pronaći. Ovog mjeseca (11. srpnja 2019.) astronomi su najavili otkriće upravo takvog diska koji okružuje mladi planet plinova diva u sustavu zvijezda PDS 70, udaljen 370 svjetlosnih godina. To je prvo ikad promatranje vrste cirkumplanetarnog diska za koji se vjeruje da je rodio mjesece Jupitera u našem Sunčevom sustavu prije više od 4 milijarde godina.

Pregledno otkriveni rad objavljen je u The Astrophysical Journal Letters 11. srpnja.

Znanstvenici misle da je slična vrsti diska koji je nekada okruživao Jupiter i rodio njegove brojne mjesece jer on okružuje još uvijek u razvoju mladi planet plinovitih divova, nazvan PDS 70 c. Kao što je objasnila astronomka Andrea Isella sa Sveučilišta Rice:

Planeti se formiraju iz diskova plina i prašine oko novonastalih zvijezda, a ako je planet dovoljno velik, može formirati vlastiti disk dok skuplja materijal u svojoj orbiti oko zvijezde. Na primjer, Jupiter i njegove Mjeseče su mali planetarni sustav unutar našeg Sunčevog sustava, a vjeruje se da su Jupiterovi Mjeseci nastali iz planetarnog diska kad je Jupiter bio vrlo mlad.

Kao što je Isella također napomenula u članku za Nacionalni opservatorij za radio astronomiju (NRAO):

Po prvi put možemo sa sigurnošću vidjeti naznake kružnog planetarnog diska, što pomaže podržati mnoge trenutne teorije formiranja planeta. Uspoređujući naša opažanja s infracrvenim i optičkim slikama visoke rezolucije, možemo jasno vidjeti da je inače enigmatična koncentracija sićušnih čestica prašine zapravo planetarni disk prašine, prva takva značajka ikad uvjerljivo opažena.

Usporedba okoplanetarnog diska i PDS-a 70 c, kako vidimo ALMA (lijevo) i ranije VLT (desno). Infracrvena slika s VLT-a pokazala je drugi planet PDS 70 b, ali ne i PDS 70 c ili disk. Slika preko A. Isella / ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) / Rice University.

Smatra se da ove vrste planetarnih diskova ne traju vrlo dugo, najviše oko 10 milijuna godina, pa da bi ih pronašli astronomi trebaju pogledati vrlo mlade zvijezdene sustave, gdje se planeti još uvijek formiraju. Prije je pronađeno samo nekoliko planeta kandidata. Prema Iselli:

Postoji nekoliko planeta kandidata koji su otkriveni na diskovima, ali ovo je sasvim novo polje i o njima se još uvijek raspravlja. (PDS 70 b i PDS 70 c) su među najjačim jer su postojala neovisna opažanja s različitim instrumentima i tehnikama.

Astronomi su otkriće otkrili pomoću ogromne 66-antene Atacama velike milimetrske / submilimetarske matrice (ALMA) u Čileu; milimetarski radio signali otkrili su prisustvo zrna prašine gdje se PDS 70 c i njegov sestrinski planet, PDS 70 b, još formiraju u većem okružnom disku.

PDS 70 b prvi je put primijećen 2018. godine instrumentom SPHERE na Europskom južnom opservatoriju vrlo visok teleskop (VLT). SPHERE je upotrijebio infracrveno svjetlo da vidi planete koji se formiraju u disku za prašinu. U lipnju ove godine astronomi su koristili drugačiji VLT instrument zvan MUSE, koji promatra in vidljivu valnu duljinu svjetlosti zvanu H-alfa. Ta se valna duljina emitira kada vodik padne na zvijezdu ili planet i postane ioniziran. To je bilo još bolje za potvrdu da su planeti zaista bili tamo, kao što je objasnila Isella:

H-alfa nam daje više samopouzdanja da su to planete jer sugerira da još uvijek privlače plin i prašinu i rastu.

ALMA slika sustava PDS 70, koja prikazuje veći obodni disk koji okružuje mladu zvijezdu. Dvije male mrlje su dvije još uvijek formirajuće planete. Slika putem ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) / A. Isella.

Nova promatranja ALMA-a nadopunjuju ove prethodne dokaze, pokazujući da planete nisu samo stvarne, već imaju i vrste diskova koji ih okružuju, a koji bi na kraju trebali formirati mjeseca. Isella je dodala:

To se nadovezuje na optičke podatke i pruža potpuno neovisnu potvrdu da tamo nešto postoji.

Promatranja ALMA-e su vrijedna jer su manje ograničena od opažanja VLT-a. Kao što je Isella objasnila:

To znači da ćemo se moći vratiti u ovaj sustav u različitim vremenskim razdobljima i lakše preslikati orbitu planeta i koncentraciju prašine u sustavu. Ovo će nam pružiti jedinstven uvid u orbitalna svojstva solarnih sustava u njihovim najranijim fazama razvoja.

Noviji podaci o ALMA također pokazuju da postoje različite razlike između dva planeta. Unutarnji dio, PDS 70 b, nalazi se otprilike na istoj udaljenosti od svoje zvijezde kao i Uran od našeg sunca, a iza sebe ima masu prašine u obliku repa. Prema Iselli:

Što je to i što znači za ovaj planetarni sustav, još nije poznato. Jedino zaključno što možemo reći jest da je od planeta dovoljno daleko da je neovisna značajka.

PDS 70 c, najudaljenija od dvije planete, sjajno svijetli u infracrvenom i vodikovom pojasu svjetlosti. To znači da je vjerovatno riječ o potpuno formiranom planetu, iako se dodatni plin u blizini još uvijek sifrira na površinu planeta. PDS 70 c nalazi se otprilike na istoj udaljenosti od zvijezde kao i Neptun od našeg sunca, a njegova masa se procjenjuje da iznosi 1-10 puta veća od Jupiterove. Ako se nalazi na većem kraju te ljestvice, mogao bi imati Mjesečeve veličine planeta, prema Iselli:

Ako se planet nalazi na većem kraju te procjene, vrlo je moguće da se oko njega mogu formirati mjeseca veličine planeta.

Andrea Isella. Slika putem Sveučilišta Rice.

Jedan mogući mjesec veličine planeta - možda - već je pronađen u orbiti oko plinovitog planeta Kepler-1625b, udaljenog 8000 svjetlosnih godina. Ovaj mjesec, ako je stvaran, otprilike je u veličini Neptuna, nečega što se u našem Sunčevom sustavu ne događa. Ovo je potencijalno otkriće još uvijek predmet mnogih rasprava i još nije potvrđeno.

Ovi su nalazi uzbudljivi jer su planetarni znanstvenici dugo smatrali da bi planeti u drugim solarnim sustavima trebali imati mjesečeve, baš kao i u našem vlastitom Sunčevom sustavu. Ali pronaći ih je teško, a to još nije potvrđeno, jer su mnogo manji od planeta njihovih domaćina. Ako su cirkuplanetarni diskovi poput onoga koji okružuje PDS 70 c uobičajeni, onda bi to značilo da su i mjesečevi mjeseci uobičajeni. Neki, ili možda čak mnogi, to bi mogli biti oceanski mjeseci poput Europe i Enceladusa u našem Sunčevom sustavu, gdje bi život mogao zamisliti.

Pronalazak više takvih planetarnih diskova pomoći će i astronomima da bolje razumiju kako ukupni planetarni sustavi čine, prema Iselli:

Puno je toga što ne razumijemo kako se planeti tvore, a sada napokon imamo instrumente za izravna promatranja i početak odgovora na pitanja o tome kako se formirao naš sunčev sustav i kako bi se mogli oblikovati drugi planeti.

Umjetnikova koncepcija planetarnog diska plina i prašine koji okružuje mladi plinski planet div PDS 70 c. Dokazi sugeriraju da se na ovom disku mogu formirati mjesečevi. Slika putem NRAO / AUI / NSF / S. Dagnello.

Dno crta: astronomi su prvi put potvrdili disk planetarni plin i prašinu oko mladog planeta divovskog plina, na kojem bi se mogli formirati vanzemaljci.

Izvor: Detekcija kontinuirane submilimetarske emisije povezane s protoplanetima kandidata

Sveučilište Rice

Preko Nacionalnog opservatorija radio astrologije