Conceptul artistului de planetă asemănătoare lui Jupiter orbitând pe o stea Credit imagine: NASA Faceți clic pentru a mări
Folosind Spitzer Space Telescope de la NASA, o echipă de astronomi condusă de Universitatea din Rochester a detectat lacune care sună pe discurile prăfuite în jurul a două stele foarte tinere, ceea ce sugerează că acolo s-au format planete gigantice cu gaz. În urmă cu un an, aceiași cercetători au găsit dovezi ale primei „planete pentru copii” în jurul unei stele tinere, provocând modelele de formare a planetei gigantice a celor mai mulți astrofiziști.
Noile descoperiri din numărul din 10 septembrie al Astrophysical Journal Letters nu numai că întăresc ideea că planetele gigant ca Jupiter se formează mult mai repede decât se așteptau în mod tradițional oamenii de știință, dar una dintre stelele încorporate pe gaz, numită GM Aurigae, este analogă cu a noastră sistem solar. La o vârstă de doar un milion de ani, vedeta oferă o fereastră unică în ceea ce privește modul în care propria noastră lume ar fi putut fi creată.
"GM Aurigae este în esență o versiune mult mai tânără a Soarelui nostru, iar decalajul din discul său este aproximativ la aceeași dimensiune ca spațiul ocupat de propriile noastre planete gigant", spune Dan Watson, profesor de fizică și astronomie la Universitatea din Rochester și lider al echipei de cercetare Spitzer IRS Disks. „Privește este ca și cum ai privi imagini ale bebelușului cu sistemul nostru solar și exterior al Soarelui”, spune el.
„Rezultatele reprezintă o provocare pentru teoriile existente despre formarea planetei gigant, în special cele în care planetele se construiesc treptat de-a lungul a milioane de ani”, spune Nuria Calvet, profesor de astronomie la Universitatea din Michigan și autor principal al lucrării. „Studii ca acesta ne vor ajuta în cele din urmă să înțelegem mai bine cum se formează planetele noastre exterioare, precum și altele din univers.”
Noile „planete pentru bebeluși” trăiesc în luminiile pe care le-au descoperit pe discurile din jurul stelelor DM Tauri și GM Aurigae, aflate la 420 de ani lumină în constelația Taur. Aceste discuri au fost bănuiți de câțiva ani că au găuri centrale care s-ar putea datora formării planetei. Noile spectre, însă, nu lasă nicio îndoială: Lacunele sunt atât de goale și cu margini ascuțite încât formarea planetară este de departe cea mai rezonabilă explicație pentru apariția lor.
Noile planete nu pot fi încă văzute în mod direct, dar instrumentul Spectrografiei infraroșii a Spitzerului a arătat clar că lipsea o zonă de praf care înconjura anumite stele, ceea ce sugerează puternic prezența unei planete în jurul fiecăreia. Praful de pe un disc protoplanetar este mai fierbinte în centrul de lângă stea și astfel radiază cea mai mare parte a luminii sale la lungimi de undă mai scurte decât cele mai răcoroase exterioare ale discului. Echipa de discuri IRS a descoperit că există un deficit brusc de lumină care radiază la toate lungimile de undă cu infraroșu scurt, ceea ce sugerează cu tărie că partea centrală a discului nu a existat. Aceste stele sunt foarte tinere după standardele stelare, vechi de aproximativ un milion de ani, încă înconjurate de discurile lor de gaz embrionare. Singura explicație viabilă pentru absența gazului care ar putea apărea în scurta viață a stelei este că o planetă - cel mai probabil un gigant de gaz ca Jupiterul nostru - orbitează stea și „mătura gravitațional” gazul în acea distanță a stea.
Ca și în ceea ce privește descoperirile de pe planeta tânără de anul trecut, aceste observații reprezintă o provocare pentru toate teoriile existente despre formarea planetei gigant, în special pentru modelele de „acreție de bază” în care astfel de planete sunt construite prin acumularea de corpuri mai mici, care necesită mult mai mult timp pentru a construi o planetă uriașă decât epoca acestor sisteme.
Echipa de discuri IRS a descoperit altceva curios despre GM Aurigae. În loc de o simplă curățare centrală a discului de praf, la fel ca în celelalte cazuri studiate, GM Aurigae are un decalaj clar în discul său care separă un disc exterior dens și prăfuit de unul interior intunecat. Aceasta poate fi fie o etapă intermediară, deoarece noua planetă elimină praful care o înconjoară și duce la o curățare centrală completă ca și celelalte discuri ale „planetei bebelușului”, sau ar putea fi rezultatul mai multor planete care se formează într-un timp scurt și se extind. praful într-o manieră mai complexă.
GM Aurigae are de 1,05 ori masa Soarelui nostru - o gemeni aproape - astfel se va transforma într-o stea foarte asemănătoare Soarelui. Dacă s-ar suprapune asupra propriului nostru sistem solar, decalajul descoperit s-ar extinde aproximativ de pe orbita Jupiter (460 milioane mile) până pe orbita Uranus (1,7 miliarde mile). Acesta este același interval în care apar planetele gigant din gaz în propriul nostru sistem. Micile planete gigantice fără gaze, lumi stâncoase precum Pământul, nu ar mătura atât de mult material și, prin urmare, nu ar putea fi detectate de o absență de praf.
Telescopul spațial Spitzer a fost lansat pe orbită pe 25 august 2003. Echipa de cercetare a discurilor IRS este condusă de membri care au construit spectrograful infraroșu Spitzer și include astronomi la Universitatea din Rochester, Universitatea Cornell, Universitatea din Michigan, Autonome Naționale Universitatea din Mexic, Universitatea din Virginia, Colegiul Ithaca, Universitatea din Arizona și UCLA. Laboratorul de propulsie Jet de la NASA din Pasadena, California, gestionează misiunea Spitzer Space Telescope pentru conducerea misiunii științifice a NASA, la Washington. Operațiunile științifice se desfășoară la Centrul științific Spitzer de la Institutul de Tehnologie din California, tot în Pasadena.
