2 maja 2021

Hubble obserwuje, jak rośnie olbrzymia planeta

Dzięki Kosmicznemu Teleskopowi Hubble’a (HST) astronomowie mają rzadką okazję obserwować wciąż formującą się planetę wielkości Jowisza, która żywi się materią otaczającą młodą gwiazdę.

Pierwszy wyraźny obraz formującej się planety, PSD 70b, wokół karła w 2018 roku uchwycony przez 
Bardzo Duży Teleskop. Źródło: ESO, VLT, André B. Müller (ESO)

Nie wiemy zbyt wiele na temat tego, w jaki sposób olbrzymie planety rosną. Ten układ planetarny daje astronomom pierwszą możliwość bycia świadkami opadania materii na planetę.

Chociaż do tej pory skatalogowano ponad 4000 egzoplanet, tylko około 15 zostało dotychczas bezpośrednio zaobserwowanych przez teleskopy. A planety te są tak odległe i małe, że na najlepszych zdjęciach są jedynie kropkami. Nowa technika zespołu, polegająca na wykorzystaniu Hubble’a do bezpośredniego zobrazowania tej planety, otwiera nową drogę do dalszych badań egzoplanet, zwłaszcza w początkowej fazie ich istnienia.

Ta olbrzymia egzoplaneta, oznaczona jako PSD 70b, krąży wokół pomarańczowego karła PSD 70, o którym już wiadomo, że posiada dwie aktywnie formujące się planety wewnątrz ogromnego dysku pyłu i gazu otaczającego gwiazdę. Układ ten znajduje się 370 lat świetlnych od Ziemi w kierunku konstelacji Centaura.

Ten układ jest tak ekscytujący, ponieważ możemy być świadkami formowania się planety. Jest to najmłodsza planeta, jaką Hubble kiedykolwiek zobrazował – powiedział Yifan Zhou z University of Texas, Austin. Mając zaledwie 5 mln lat, planeta wciąż gromadzi materię i buduje masę.

Czułość Hubble’a na światło UV oferuje unikatowe spojrzenie na promieniowanie niezwykle gorącego gazu opadającego na planetę. Obserwacje pozwoliły naukowcom oszacować, jak szybko planeta przybiera na masie.

Obserwacje UV pozwoliły zespołowi po raz pierwszy bezpośrednio zmierzyć tempo wzrostu masy planety. Ten odległy świat w ciągu około 5 mln lat urósł już do masy pięciokrotnie większej od masy Jowisza. Obecnie zmierzone tempo akrecji zmniejszyło się do tego stopnia, że gdyby pozostało niezmienne przez kolejny milion lat, planeta powiększyłaby się jedynie o około 1/100 masy Jowisza.

Członkowie zespołu podkreślają, że potrzeba więcej danych, aby określić, czy tempo, w jakim planeta nabiera masę, rośnie, czy maleje.

Młody układ PSD 70 jest wypełniony pierwotnym dyskiem gazowo-pyłowym, który dostarcza paliwa do wzrostu planet w całym układzie. Planeta PSD 70b jest otoczona przez swój własny dysk gazowo-pyłowy, który wysysa materię z ogromnego, większego dysku około gwiazdowego. Naukowcy przypuszczają, że linie pola magnetycznego rozciągają się od dysku okołoplanetarnego aż do atmosfery egzoplanety i kierują materię na jej powierzchnię.

Jeżeli materia ta podąża kolumnami z dysku na planetę, wywołałaby lokalne gorące miejsca, które mogą być co najmniej 10 razy gorętsze niż temperatura planety – wyjaśnił Zhou. Stwierdzono, że te gorące miejsca silnie świecą w świetle UV.

Obserwacje te dają możliwość spojrzenia na to, jak gazowe olbrzymy uformowały się wokół naszego Słońca 4,6 mld lat temu. Jowisz mógł uformować się z otaczającego go dysku opadającej materii. Jego główne księżyce również mogły uformować się z resztek tego dysku.

Wyzwaniem dla zespołu było zmniejszenie blasku gwiazdy macierzystej. PSD 70b krąży w przybliżeniu w tej samej odległości od niej co Uran od Słońca, ale jej gwiazda jest 3000 razy jaśniejsza od planety w długości fali UV. Podczas obróbki zdjęć Zhou bardzo starannie usunął blask gwiazdy, pozostawiając jedynie światło emitowane przez planetę. W ten sposób pięciokrotnie została poprawiona dokładność granicy odległości planety od gwiazdy w obserwacjach Hubble’a.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

Odkryto „mrugającego olbrzyma” w pobliżu centrum Galaktyki

Astronomowie zauważyli olbrzymią „mrugającą” gwiazdę w centrum Drogi Mlecznej , ponad 25 000 lat świetlnych od nas. Wizja artystyczna gwiaz...