NAUKA I EDUKACJA
Teleskop VLT sfotografował egzoplanetę z atmosferą pełną chmur [WIDEO]
SPHERE, instrument do łowów na planety, pracujący na należącym do ESO teleskopie VLT, uzyskał pierwszy potwierdzony obraz planety będącej w trakcie formowania się w dysku pyłowym otaczającym młodą gwiazdę. Planeta toruje sobie drogę przez pierwotny dysk gazu i pyłu wokół gwiazdy PDS 70. Dane sugerują, że atmosfera planety jest zachmurzona.
Astronomowie z grupy badawczej, którą kierował Max Planck Institute for Astronomy w Heidelbergu (Niemcy), uzyskali spektakularne zdjęcie powstawania planety wokół młodej gwiazdy, karła PDS 70. Korzystając z instrumentu SPHERE na należącym do ESO teleskopie VLT — jednego z najpotężniejszych instrumentów do poszukiwań planet pozasłonecznych — międzynarodowy zespół uzyskał pierwszą potwierdzona detekcję młodej planety o nazwie PDS 70b, która toruje sobie drogę w materiale planetotwórczym otaczającym młodą gwiazdę.
Instrument SPHERE pozwolił naukowcom także na zmierzenie jasności planety na różnych długościach fali, co pozwoliło na wydedukowanie własności jakie ma jej atmosfera.
W nowych obserwacjach planeta widoczna jest bardzo wyraźnie jako jasny punkt na prawo od przesłoniętego centrum zdjęcia. Znajduje się prawie trzy miliardy kilometrów od gwiazdy centralnej, co z grubsza odpowiada odległości Urana od Słońca. Analizy pokazują, że PDS 70b jest dużą gazową planetą o masie kilka razy większej niż masa Jowisza. Powierzchnia planety ma temperaturę około 1000°C, czyli znacznie gorętszą niż jakakolwiek planeta w naszym Układzie Słonecznym.
Ciemny obszar w centrum zdjęcia to efekt działania koronografu, przesłony blokującej oślepiające światło gwiazdy centralnej, dzięki czemu astronomowie mogą wykryć znacznie słabszy dysk i planetarną towarzyszkę. Bez przesłony słabe światło od planety zginęłoby w intensywnym blasku od PDS 70.
„Dyski wokół młodych gwiazd są miejscami narodzin planet, ale do tej pory przeprowadzono niewiele obserwacji zdolnych uzyskać wskazówki na temat niemowlęcych planet” wyjaśnia Miriam Keppler, która kierowała zespołem stojącym za odkryciem będącej w trakcie formowania się planety w systemie PDS 70. „Problem w tym, że aż do tej pory większość kandydatek na planety to były jedynie struktury dostrzeżone w dysku.”
Odkrycie młodej towarzyszki PDS 70 jest ciekawym rezultatem naukowym, który już pobudził kolejne badania. Drugi zespół, złożony z wielu tych samych osób, które odkryły planetę, w tym Keppler, przez ostatnie miesiące wykonywał kolejne obserwacje, aby dokładniej scharakteryzować raczkującą planetę. Udało się nie tylko uzyskać spektakularny, wyraźny obraz planety, ale także jej widmo. Analizy widma wskazały, że atmosfera jest zachmurzona.
Planetarna towarzyszka PDS 70 wyrzeźbiła tzw. dysk przejściowy (ang. transition disc) — dysk protoplanetarny z olbrzymią „dziurą” w centrum. Takie wewnętrzne przerwy znane są od dziesięcioleci i spekulowano że mogą być tworzone przez oddziaływania dysk-planeta. Teraz po raz pierwszy udało się zobaczyć planetę.
„Wyniki Keppler dają nam nowe okno na złożone, ale słabo zrozumiane stadia planetarnej ewolucji” komentuje André Müller, kierownik drugiego zespołu badającego młodą planetę. „Potrzebujemy obserwacji planety w młodym dysku wokółgwiazdowym, aby naprawdę zrozumieć procesy odpowiedzialne za powstawanie planet.” Określając własności atmosferyczne i fizyczne planet, astronomowie są w stanie sprawdzić teoretyczne modele powstawania planet.
To spojrzenie na ukryte w pyle narodziny planety było możliwe tylko dzięki imponującym możliwościom technologicznym instrumentu SPHERE, który bada egzoplanety i dyski wokół pobliskich gwiazd przy pomocy techniki zwanej obrazowaniem wysoko kontrastowym — a to jest trudne zadanie. Nawet blokując światło od gwiazdy przy pomocy koronografu, SPHERE nadal musi używać zmyślnie zaplanowanych strategii obserwacyjnych i technik przetwarzania danych, aby odfiltrować sygnał od słabych planetarnych towarzyszek wokół młodych, jasnych gwiazd na różnych długościach fali i w różnych epokach.
Po ponad dekadzie wielkich wysiłków związanych ze zbudowaniem nowoczesnego instrumentu, teraz SPHERE pozwala nam zbierać żniwa w postaci odkrywania niemowlęcych planet!
Wyniki badań opisano w dwóch artykułach pt. “Discovery of a planetary-mass companion within the gap of the transition disk around PDS 70” oraz “Orbital and atmospheric characterization of the planet within the gap of the PDS 70 transition disk”, które ukazały się w Astronomy & Astrophysics.