Автор зображення: NASA/JPL
У червні дослідники з Університету Рочестера оголосили, що розташували потенційну планету навколо іншої зірки, настільки молодої, що вона суперечила поясненням теоретиків. Тепер нова команда спеціалістів із планетного формування Рочестера підтверджує вихідні висновки, кажучи, що вони підтвердили, що отвір, утворений у пиловому диску зірки, цілком міг бути утворений новою планетою. Висновки мають значення для розуміння того, як виникла наша власна Сонячна система, а також для пошуку інших, можливо, придатних для життя планетних систем у нашій галактиці.
«Дані свідчать про те, що там є молода планета, але досі жодна з наших теорій не мала сенсу з даними для такої молодої планети», — каже Адам Франк, професор фізики та астрономії в Університеті Рочестера. «З одного боку, це засмучує; але з іншого боку, це дуже круто, тому що матінка-природа щойно передала нам цю планету, і ми повинні з’ясувати, як вона була створена».
Цікаво, що Френк, Еліс Квіллен, Ерік Блекман і Пеггі Варньєр, опираючись на дані оригінальної команди, виявили, що планета, ймовірно, менша за більшість екстрасонячних планет, виявлених до цього часу – приблизно розміром з Нептун. Дані також припускають, що ця планета знаходиться приблизно на такій самій відстані від своєї батьківської зірки, як наш Нептун від Сонця. Більшість екстрасонячних планет, відкритих на сьогодні, набагато більші і обертаються надзвичайно близько до своєї материнської зірки.
Початкова команда з Рочестера на чолі з Деном Уотсоном, професором фізики та астрономії, використала новий космічний телескоп НАСА Spitzer для виявлення розриву в пилу, що оточує молоду зірку. Критичні інфрачервоні «очі» інфрачервоного телескопа частково були розроблені професорами фізики та астрономії Джудіт Пайфер, Вільямом Форрестом і Ватсоном, командою, яка була серед світових лідерів у відкритті інфрачервоного вікна у Всесвіт. Саме Форрест і Пайфер були першими астрономами США, які повернули інфрачервону решітку до неба: у 1983 році вони встановили прототип інфрачервоного детектора на телескоп університету в невеликій обсерваторії на вершині будівлі Вілмота в кампусі, зробивши перший завжди телескопічні зображення місяця в інфрачервоному діапазоні, діапазон довжин хвиль світла, який невидимий неозброєним оком, а також більшість телескопів.
Виявлений розрив яскраво сигналізував про наявність планети. Пил у диску є гарячішим у центрі поблизу зірки, і тому випромінює більшу частину свого світла на коротших довжинах хвиль, ніж більш холодні зовнішні межі диска. Дослідницька група виявила, що спостерігалася різка нестача світла, випромінюваного на всіх коротких інфрачервоних довжинах хвилі, що свідчить про те, що центральна частина диска була відсутня. Вченим відомо лише одне явище, яке може тунелювати таку чітку «дірку» в диску протягом короткого часу життя зірки – планету віком щонайменше 100 000 років.
Багато астрономів скептично сприйняли цю можливість існування планети приблизно від 100 000 до півмільйона років, оскільки жодна з провідних моделей формування планет не допускала планети такого віку. Дві моделі представляють провідні теорії формування планет: акреція ядра та гравітаційна нестабільність. Зростання ядра свідчить про те, що пил, з якого утворюються зірка і система, починає злипуватися в гранули, і ці гранули злипаються в скелі, астероїди і планетоїди, поки не утворюються цілі планети. Але теорія стверджує, що планеті має пройти близько 10 мільйонів років, щоб розвиватися таким чином – занадто довго, щоб врахувати планету, якій півмільйона років, знайдену Уотсоном.
І навпаки, інша провідна теорія формування планет, гравітаційна нестабільність, припускає, що цілі планети можуть утворюватися, по суті, одним махом, оскільки первісна хмара газу зтягується разом своєю власною гравітацією і перетворюється на планету. Але хоча ця модель припускає, що формування планет може відбуватися набагато швидше – приблизно на кілька століть – щільність пилового диска, що оточує зірку, здається, занадто мізерна, щоб підтримувати цю модель.
«Незважаючи на те, що це не підходить ні до однієї з моделей, ми підібрали цифри і показали, що так, насправді, ця дірка в цьому пиловому диску могла бути утворена планетою», — каже Френк. «Тепер ми повинні подивитися на наші моделі і з’ясувати, як ця планета туди потрапила. Зрештою, ми сподіваємося, що у нас буде нова модель і нове розуміння того, як виникають планети».
Це дослідження профінансовано Національним науковим фондом.
Оригінальне джерело: Випуск новин Університету Рочестера