Likumā nozvejotas planētas veidošanās

Gāzes gigants PDS 70b pagājušajā mēnesī veidoja virsrakstus kā pirmo tikko veidojošo planētu, kas jebkad tika tieši attēlota. Tagad zinātnieku komanda ir gājusi soli tālāk: viņi ir ieguvuši pierādījumus, ka šī planēta aktīvi uzkrāj materiālu, un viņi ir izmērījuši ātrumu, kādā tā aug.

Šis mākslinieka iespaids par protoplanētisko disku atklāj spraugu tā centrā, kuru, iespējams, notīra planēta, kas riņķo diska apkārtnē. Jauns jaunās zvaigznes PDS 70 pētījums liecina, ka planēta, iespējams, ir likvidējusi arī plaisu apkārtējā diskā.
Augstākās izglītības universitāte / NAOJ

Pierādījumu meklēšana

Šis ALMA attēls no protoplanetārā diska, kas apņem zvaigzni HL Tauri, atklāj detalizētu diska substruktūru, ieskaitot spraugas, kuras, iespējams, ir notīrījušas planētas.
ALMA (ESO / NAOJ / NRAO)

Nesenā augstas izšķirtspējas novērojumu ērā ir daudz netiešu pierādījumu par planētas veidošanos. Jo īpaši mēs esam iemūžinājuši vairākus iespaidīgus attēlus ar nepilnīgiem diskiem, kas ieskauj jaunās zvaigznes, - diskus, kuros, mūsuprāt, dzimst šo sistēmu pirmās planētas. Saskaņā ar modeļiem planētas pieaugs, kad tās uzkrājas matērijas no apkārtējā zvaigznītes diska, orbītas laikā vienlaikus novēršot spraugu diskā.

Neskatoties uz netiešo pierādījumu uzkrāšanos, tiešiem pierādījumiem līdz nesenam laikam trūka. Jauno (10 miljonus gadu veco) punduru zvaigzni PDS 70, kas atrodas tikai 370 gaismas gadu attālumā no Zemes, ieskauj disks ar izteiktu spraugu. Un tikai pagājušajā mēnesī zinātnieki paziņoja, ka viņi ir tieši attēlojuši un apstiprinājuši jaundzimušās planētas klātbūtni, kas riņķo plaisa apkārtnē.


Šis PDS 70 attēls tika uzņemts ar infrasarkano staru, izmantojot SPHERE instrumentu, izmantojot ESO ļoti lielo teleskopu. Šis ir pirmais skaidrais planētas attēls. PDS 70b, kas redzams kā gaišs plankums pa labi no maskētās zvaigznes, kura ir noķerta veidošanās procesā.
ESO / A. M ller et al.

Nākamais solis ir pierādīt, ka šī planēta, PDS 70b, aktīvi uzkrāj materiālu, tikai parādot, ka planēta atrodas spraugā. Šeit nāk Magellan adaptīvās optikas sistēmas novērojumi ar lielu kontrastu.

Papildu pazīme

Jaunā pētījumā, kuru vadīja Kevins Vāgners (Arizonas Universitāte, Amherstas koledža un NASA NExSS Earths in Other Solar Systems Team), zinātnieku grupa izmantoja adaptīvo optikas sistēmu 6, 5 m Magellan māla teleskopā Čīlē, lai attēlotu PDS. 70 sistēma H (656 nm) un tuvumā esošos nepārtrauktā viļņa garumos. H izmešu klātbūtne planētas PDS 70b atrašanās vietā norādītu uz satriektu, karstu, piepūšamu ūdeņraža gāzi - smēķēšanas pistoli, kas parāda, ka šī planēta joprojām akrobē lietu.

Jaunie MagAO H novērojumi PDS 70 atklāj planētu kā spilgtu avotu augšējā panelī. Apakšējais panelis ir PDS 70 shematiska nepatiesu krāsu diagramma, kas salikta no planētas H attēla (sarkana) un planētas siltumstarojuma infrasarkanā attēla (zila) un zvaigžņu gaismas, ko izkliedē disks.
Vāgners et al. 2018. gads

Protams, Vāgners un līdzstrādnieki divos secīgos naktī pagājušā gada maijā atklāja H signāla no PDS 70b signālu, kura signāls, kura varbūtība ir kļūdaini pozitīva, ir mazāka par 0, 1%. Šķiet diezgan droši teikt, ka šī mazuļu planēta joprojām aug.

Tuvojas pilna izmēra

Bet cik ātri tas aug un cik tālu tas ir iespējams? Vāgners un līdzstrādnieki izmanto savus H spilgtuma mērījumus, lai aprēķinātu PDS 70b masas uzkrāšanās ātrumu, secinot, ka gāzes gigants pieaug ar ātrumu 10 ^ -8 ± 1 Jupitera masas gadā. Šajā tempā un pamatojoties uz sistēmas vecumu, autori lēš, ka PDS 70b masa, visticamāk, agrāk bija uzkrājusies ar daudz lielāku ātrumu, un tas jau ir ieguvis vairāk nekā 90% no savas gala masas.

Šī netālu esošā planēta, kas iesaistīta veidošanās procesā, nākotnē ļaus sasniegt izcilu mācību mērķi, jo mēs turpinām apkopot savu izpratni par to, kā planētas dzimst un aug protoplanētu diskos.

Citēšana

“Magellan PDS 70 adaptīvā optika attēlveidošana: Jaunas milzu planētas masas uzkrāšanās ātruma mērīšana satvertā diska ietvaros, ” Kevins Vāgners u.c. 2018 ApJL 863 L8. doi: 10.3847 / 2041-8213 / aad695

Saistītie žurnālu raksti

  • HD 100546 b optiskais / gandrīz infrasarkanais izmeklējums ar Gemini Planet Imager un MagAO doi: 10.3847 / 1538-3881 / aa6cae
  • Magellan AO sistēmas z ′, Y S un L ′ novērojumi ļoti plašās 650 AU HD 106906 planētu sistēmā: 10.3847 / 0004-637X / 823/1/24
  • ALMA un MagAO pētījums par zvaigžņu biedra GQ Lup B * doi: 10.3847 / 1538-4357 / aa5b96
  • HD 100453A pavadoņa orbīta: Bināri virzīti spirālveida ieroči protoplanetārā diskā: 10.3847 / 1538-4357 / aaa767
  • Sarežģīta spirāles struktūra HD 100546 pārejas diskā, ko atklāja GPI un MagAO doi: 10.3847 / 1538-3881 / aa6d85
  • Attēlveidošanas ekstrasolāru milzu planētas doi: 10.1088 / 1538-3873 / 128/968/102001

Sākotnēji šī ziņa parādījās AAS Nova, kurā apskatīti nozīmīgākie pētījumu rezultāti no Amerikas astronomijas biedrības žurnāliem.