ESO bada proces powstawania planet we Wszechświecie

Trzy zespoły astronomów przeprowadziły obserwacje przy pomocy instrumentu SPHERE Na teleskopie VLT (Very Large Telescope) w Obserwatorium Paranal w Chile. Celem badań każdej z grup były dyski protoplanetarne, czyli obszary gazu i pyłu otaczające niedawno powstałą gwiazdę, w których tworzą się planety.

Tego rodzaju dyski mogą rozciągać się na miliardy kilometrów. Wraz z upływem czasu cząstki w dyskach zderzają się ze sobą, łączą w coraz większe obiekty i w końcu powstają ciała o rozmiarach planet. Tyle mówi teoria, natomiast szczegółowy przebieg tych procesów nie jest dokładnie znany astronomom i stanowi obecnie jedną z intensywniejszych dziedzin badań Wszechświata.

W wyniku oddziaływania rosnących planet, w dyskach mogą wykształcać się różne struktury, takie jak pierścienie, ramiona spiralne czy zacienione pustki. Astronomowie nadal poszukują jednoznacznego powiązania pomiędzy tymi strukturami a planetami. W badaniach od dwóch lat pomaga instrument o nazwie SPHERE, który dzięki nowatorskim technologiom pozwala uzyskiwać ostre obrazy dysków protoplanetarnych. Instrument korzysta z systemu optyki adaptatywnej (do niwelowania zaburzającego wpływu ziemskiej atmosfery na obserwacje), koronografu (do zakrycia gwiazdy, aby można było dostrzec dysk protoplanetarny wokół niej) oraz polarymetrii (do lepszego odróżnienia światła pochodzącego bezpośrednio od gwiazdy, które jest niespolaryzowane, od światła od dysku, które cechuje się polaryzacją).

Na zaprezentowanych przez Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO) zdjęciach widać dysk protoplanetarny wokół młodej gwiazdy RXJ1615, odległej od nas o 600 lat świetlnych i widocznej w gwiazdozbiorze Skorpiona. Grupa badawcza, którą kieruje Jos de Boer z Leiden Observatory w Holandii, znalazła skomplikowany system koncentrycznych pierścieni w dysku wokół gwiazdy. Można użyć porównania, że struktura ta przypomina gigantyczną wersję pierścieni Saturna. Co więcej, wiek gwiazdy szacuje się na zaledwie 1,8 miliona lat, jest to więc trochę nieoczekiwany wynik – struktury świadczą o tym, że w dysku, w tak krótkim w astronomicznej skali czasie, wykształciły się już ciała o masach planetarnych. Do tej pory podobne struktury sfotografowano dopiero kilka razy, w dyskach starszych, bardziej wyewoluowanych.

Z kolei Christian Ginski z Leiden Observatory w Holandii, wraz ze współpracownikami, uzyskali obraz innego dysku protoplanetarnego, wokół gwiazdy HD97048 w konstelacji Kameleona. Ten odległy o około 500 lat świetlnych od nas dysk również posiada pierścienie, a także pustki i wiry.

Trzeci z dysków należy do ich innej, powszechniejszej kategorii – dysków asymetrycznych. Tomas Stolker z Anton Pannekoek Institute for Astronomy i jego grupa badawcza uzyskali obraz dysku protoplanetarnego wokół gwiazdy HD135344B, odległej od nas o 450 lat świetlnych. Gwiazda już wcześniej była przedmiotem intensywnych badań, ale dzięki instrumentowi SPHERE udało się uzyskać więcej szczegółów na obrazie. Widać dużą centralną pustkę oraz dwa wyraźne zakręcone pasma przypominające ramiona galaktyk spiralnych (przy czym ramiona spiralne w galaktykach mają zupełnie inną skalę wielkości niż dyski protoplanetarne, podobny jest jedynie widok na zdjęciu). Naukowcy uważają, że taki układ ramion świadczy o istnieniu w dysku być może nawet kilku planet o masach takich jak Jowisz.

W dysku wokół HD135344B zaobserwowano coś jeszcze. Są tam cztery ciemne pasma, będące przypuszczalnie cieniami rzucanymi przez poruszającą się materię. Gdy porównano obserwacje wykonane w odstępie kilku miesięcy, jedno z pasm zmieniło się w sposób zauważalny. Czyli naukowcy spojrzeli jakby „na żywo” na trwający proces ewolucji planetarnej.