Dostrzeżono kandydata na dysk okołoplanetarny

Astronomowie być może znaleźli gazowy dysk wokół planety okrążającej młodą gwiazdę AS 209. Jest to jeden z zaledwie czterech odkrytych do tej pory kandydatów na dysk okołoplanetarny, a obserwacje te pozwalają na pierwsze oszacowanie masy gazu w dysku okołoplanetarnym.

Obraz dysku protoplanetarnego AS 209 na długości fali 1,25 milimetra pokazuje emisję termiczną z pyłu. Biała linia na dole po prawej to pasek skali 10 j.a., a białe kółko w lewym dolnym rogu to rozmiar wiązki dla obserwacji.
Źródło: Na podstawie Andrews i inni 2018.

Dyski w dyskach
Dyski gazu i pyłu, które gromadzą się wokół młodych gwiazd są miejscem powstawania planet. Dzięki wysokiej rozdzielczości obserwacjom radiowym prowadzonym przez instrumenty takie jak Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), możemy badać te dyski w niesamowitych szczegółach i próbować złapać formowanie się planet na gorącym uczynku.

Ostatnio naukowcy wykorzystali ALMA do obserwacji pięciu pobliskich dysków okołogwiazdowych w wysokiej rozdzielczości w ramach programu obserwacyjnego Molecules with ALMA at Planet-forming Scales (MAPS). Korzystając z danych MAPS, zespół kierowany przez Jaehana Bae (University of Florida) znalazł dowody na to, że gwiazda mająca 1,6 miliona lat, AS 209, posiada dysk w dysku – dysk okołoplanetarny wokół ukrytej planety krążącej daleko od gwiazdy centralnej.

Może planeta?
Bae i współpracownicy przeanalizowali nowe obserwacje ALMA emisji radiowej trzech form tlenku węgla oraz archiwalne obserwacje 1,25-milimetrowej emisji pyłu. Kilka dowodów sugeruje, zespół wykrył gazowy tlenek węgla należący do dysku okołoplanetarnego w obrębie większego dysku otaczającego AS 209:

  1. Obserwacje tlenku węgla (12CO) ujawniają lukę o szerokości 78 jednostek astronomicznych w gazie dysku AS 209 w odległości 200 j.a. od gwiazdy centralnej, w tym samym miejscu, co luka widoczna na obrazach dysku w świetle rozproszonym. To sugeruje, że młoda planeta rzeźbi lukę w dysku;
  2. Dane 12CO pokazują zlokalizowane zmiany prędkości gazu w pobliżu tej luki, które mogą wynikać z osadzonej planety zaburzającej gaz w dysku;
  3. Obserwacje 13CO pokazują punktowe źródła 206 j.a. od gwiazdy centralnej – dokładnie w środku luki 12CO i blisko zaburzeń prędkości. Biorąc pod uwagę zdolność rozdzielczą ALMA, punktowa natura obiektu wskazuje, że jego średnica nie przekracza 14 j.a.
Możliwe źródło punktowe
Na podstawie tych obserwacji Bae i współpracownicy oszacowali, że dysk okołoplanetarny zawiera około 30 mas Ziemi gazu i tylko 2,2 masy księżycowej pyłu, co sugeruje niski stosunek pyłu do gazu, wynoszący 0,0009. Przy temperaturze 35K gaz jest około 13K cieplejszy niż oczekiwano, biorąc pod uwagę odległość od gwiazdy centralnej. To prawdopodobnie oznacza, że w pobliżu dysku okołoplanetarnego znajduje się dodatkowe źródło ciepła, takie jak akrecja przez planetę lub turbulencje wewnątrz dysku.

AS 209 jest gospodarzem dopiero czwartego kandydata na dysk okołoplanetarny, jakiego kiedykolwiek znaleziono, a ta praca oznacza, że badacze po raz pierwszy wykryli gaz wewnątrz dysku okołoplanetarnego i oszacowali jego masę. Przyszłe obserwacje przy użyciu ALMA i JWST powinny pomóc odpowiedzieć na nurtujące pytania dotyczące struktury materii okołoplanetarnej, masy i wieku młodej planety oraz tego, jak planeta uformowała się w tak dużej odległości od swojej gwiazdy macierzystej.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

Popularne posty z tego bloga

Łączenie się galaktyk rzuca światło na model ewolucji galaktyk

Astronomowie ujawniają nowe cechy galaktycznych czarnych dziur

Odkryto podwójnego kwazara we wczesnym Wszechświecie