HD 169142 b, trzecia potwierdzona do tej pory protoplaneta
Międzynarodowy zespół naukowy opublikował wyniki analizy danych z instrumentu SPHERE, które potwierdzają istnienie nowej protoplanety.
Obraz układu HD 169142 pokazujący sygnały formującej się planety HD 169142 b, a także ramię spiralne wynikające z dynamicznego oddziaływania pomiędzy planetą a dyskiem, w którym się znajduje. Źródło: VLT/SPHERE
Planety powstają ze skupisk materii w dyskach otaczających nowonarodzone gwiazdy. Gdy planeta wciąż się formuje, czyli gromadzi materię, nazywana jest protoplanetą. Do tej pory tylko dwie protoplanety zostały jednoznacznie zidentyfikowane jako takie, PDS 70 b i c, obie krążące wokół gwiazdy PDS 70 (o czym już pisaliśmy). Liczba ta została zwiększona do trzech wraz z odkryciem i potwierdzeniem istnienie dysku gazu i pyłu otaczającego HD 169142, gwiazdę odległą o 374 lata świetlne od naszego Układu Słonecznego. Wykorzystaliśmy obserwacje z instrumentu SPHERE wykonane na gwieździe HD 169142, która była obserwowana kilkakrotnie w latach 2015-2019 – wyjaśnia Iain Hammond, badacz z Monash University (Australia). Ponieważ spodziewamy się, że planety są gorące, gdy się formują, teleskop wykonał zdjęcia w podczerwieni HD 169142, aby poszukać termicznej sygnatury ich formowania. Dzięki tym danym udało się potwierdzić obecność planety HD 169142 b, około 37 jednostek astronomicznych od swojej gwiazdy – nieco dalej niż orbita Neptuna. Jeszcze w 2019 roku zespół badawczy kierowany przez R. Grattona postawił wcześniej hipotezę zarówno poprzez ponowną analizę danych wykorzystanych w ich badaniu, jak i włączenie nowych obserwacji o lepszej jakości.
Różne obrazy, uzyskane za pomocą instrumentu SPHERE w latach 2015-2019, ujawniają zwarte źródło, które porusza się w czasie zgodnie z oczekiwaniami dla planety orbitującej w odległości 37 j.a. od swojej gwiazdy. Wszystkie zestawy danych uzyskane za pomocą instrumentu SPHERE zostały przeanalizowane przy użyciu najnowocześniejszych narzędzi do przetwarzania obrazów opracowanych przez zespół PSILab na Uniwersytecie w Liège. Ostatni zestaw danych uwzględniony w naszym badaniu, uzyskany w 2019 roku, jest kluczowy dla potwierdzenia ruchu planety – wyjaśnia Valentin Christiaens, pracownik naukowy F.R.S.-FNRS w PSILab (STAR Institute / Faculty of Science) na ULiège. Ten zestaw danych nie był do tej pory publikowany.
Nowe obrazy potwierdzają również, że planeta musiała wyrzeźbić pierścieniową szczelinę w dysku – zgodnie z przewidywaniami modeli. Luka ta jest wyraźnie widoczna w obserwacjach dysku w świetle spolaryzowanym. W podczerwieni możemy również zobaczyć ramię spiralne dysku, spowodowane przez planetę i widoczne w jej śladzie, co sugeruje, że inne dyski protoplanetarne posiadające spirale mogą również zawierać nieodkryte jeszcze planety – powiedział Hammond. Obrazy w świetle spolaryzowanym, jak również widmo w podczerwieni zmierzone przez zespół badawczy, dodatkowo wskazują, że planeta jest zagrzebana w znacznej ilości pyłu, który akreował z dysku protoplanetarnego. Pył ten może mieć postać dysku okołoplanetarnego, małego dysku tworzącego się wokół samej planety, który z kolei może tworzyć księżyce. To ważne odkrycie pokazuje, że wykrycie planet poprzez bezpośrednie obrazowanie jest możliwe nawet na bardzo wczesnym etapie ich formowania.
W ciągu ostatnich dziesięciu lat było wiele fałszywych alarmów wśród wykrytych formujących się planet – powiedział Valentin Christiaens. Oprócz protoplanet układu PDS 70 status pozostałych kandydatów jest nadal przedmiotem gorących dyskusji w środowisku naukowym. Protoplaneta DH 169142 b wydaje się mieć inne właściwości niż protoplanety układ PDS 70, co jest bardzo interesujące. Wygląda na to, że uchwyciliśmy ją na młodszym etapie jej formowania i ewolucji, ponieważ jest jeszcze całkowicie pogrzebana lub otoczona dużą ilością pyłu. Biorąc pod uwagę bardzo małą liczbę potwierdzonych dotychczas formujących się planet, odkrycie tego źródła i jego obserwacje powinny pozwolić nam lepiej zrozumieć, w jaki sposób powstają planety, a w szczególności planety olbrzymy, takie jak Jowisz.
Dalszą charakterystykę protoplanety i niezależnie potwierdzenie można uzyskać dzięki przyszłym obserwacjom za pomocą Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba. Wysoka czułość JWST na podczerwień powinna rzeczywiście pozwolić naukowcom wykryć emisje termiczne z gorącego pyłu wokół planety.
Wyniki badań zostały opublikowane 4 kwietnia 2023 roku w Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS).
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
.jpg)
