Λήφθηκε η πρώτη εικόνα ενός νεογέννητου πλανήτη

Στα πολλά χρόνια που οι αστρονόμοι παρακολουθούσαν τους ουρανούς, ήλπιζαν να πάρουν μια γεύση από τη στιγμή που σχηματίζεται ένας νέος πλανήτης. Τώρα, μια νέα μελέτη που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Astronomy and Astrophysics επιβεβαίωσε την πρώτη εικόνα της γέννησης ενός νέου πλανήτη.

Η εικόνα του πλανήτη που σχηματίζεται δείχνει μια μάζα φωτός που περιβάλλεται από φωτεινό αέριο και σκόνη, τα οποία βρίσκονται σε τροχιά γύρω από ένα νεαρό αστέρι που ονομάστηκε PDS70 από τους αστρονόμους. Ο μαύρος κύκλος που φαίνεται στην εικόνα είναι ένα φίλτρο που μπλοκάρει το φως από το αστέρι και επιτρέπει σε άλλα μέρη του αστρικού συστήματος να δει κανείς μια ματιά. Το αστέρι περιβάλλεται από ένα στρώμα αερίου και σκόνης που ονομάζεται «πρωτοπλανητικός δίσκος». Ο πλανήτης ανακαλύφθηκε μέσα σε αυτόν τον δίσκο, πράγμα που σημαίνει ότι ο πλανήτης βρίσκεται ακόμα κοντά στο σημείο όπου γεννήθηκε αρχικά και πιθανώς εξακολουθεί να αναπτύσσεται μέσω της συσσώρευσης υλικού.

Τα επιτεύγματα του SPHERE

Η εικόνα καταγράφηκε από το Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο του Ευρωπαϊκού Νότιου Παρατηρητηρίου, συγκεκριμένα από μια συσκευή που ονομάζεται όργανο Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE). Το SPHERE μπόρεσε να λάβει μετρήσεις της φωτεινότητας του πλανήτη σε διαφορετικά μήκη κύματος, κάτι που επιτρέπει στους ερευνητές να προσδιορίσουν τις πιθανές ιδιότητες της ατμόσφαιρας του πλανήτη. Ο νεαρός πλανήτης βρέθηκε χάρη σε δύο ξεχωριστά προγράμματα διαστημικής έρευνας που ονομάζονται DISK και SHINE. Ο στόχος του SHINE (SpHere INfrared Survey for Exoplanets) είναι να συγκεντρώσει περισσότερες πληροφορίες σχετικά με την εξελικτική διαδικασία των πλανητών, ενώ ο στόχος του DISK (έρευνα σφαίρας για circumstellar DISK) είναι να εξετάσει νεαρά πλανητικά συστήματα και τους πρωτοπλανητικούς δίσκους τους για να προσδιορίσει τις αρχικές συνθήκες που απαιτούνται για τον σχηματισμό των πλανητών. .

Ο πλανήτης είναι ένας γίγαντας αερίου με μάζα πολύ μεγαλύτερη από αυτή του Δία και ο νεοσύστατος πλανήτης πιστεύεται ότι απέχει από το δικό του αστέρι περίπου όσο η απόσταση μεταξύ του Ήλιου μας και του Ουρανού. Η τρέχουσα θεωρία του σχηματισμού πλανητών είναι ότι τα νεαρά αστέρια απορροφούν συχνά κοντινό αέριο, πράγμα που σημαίνει ότι οι περισσότεροι από τους πλανήτες που βρίσκονται κοντά στα αστέρια είναι κατασκευασμένοι από βράχο, όπως ακριβώς η Γη και ο Άρης. Όσο πιο μακριά είναι ένας πλανήτης, τόσο πιο εύκολο είναι για αυτόν να γίνει γίγαντας αερίων, όπως ακριβώς ο Δίας.

Οι αναλύσεις του πλανήτη αποκάλυψαν ότι πιθανότατα έχει επιφανειακή θερμοκρασία γύρω στους 1000 βαθμούς Κελσίου και συννεφιασμένη ατμόσφαιρα. Το αστέρι γύρω από το οποίο περιφέρεται ο νέος πλανήτης είναι πιθανότατα μόλις πέντε έως έξι εκατομμυρίων ετών και ο ίδιος ο πλανήτης είναι πιθανότατα ακόμη νεότερος. Παρόλο που το SPHERE χρησιμοποίησε έναν στεφανογράφο για να αποκλείσει το φως από το PDS70, οι ερευνητές έπρεπε να επαληθεύσουν τα σήματα του πλανήτη με πολλούς τρόπους, μια διαδικασία που ήταν αρκετά δύσκολη.

Επιβεβαίωση παρατηρήσεων

Η Miriam Keppler, από το Ινστιτούτο Αστρονομίας Max Planck στη Γερμανία, ήταν μία από τις κύριες συγγραφείς της μελέτης. Ο Keppler εξηγεί ότι οι δίσκοι αερίου και σκόνης που περιβάλλουν τα νεαρά αστέρια είναι εκεί όπου γεννιούνται οι πλανήτες, ωστόσο μόνο λίγες παρατηρήσεις έχουν εντοπίσει ακόμη και υπαινιγμούς για το σχηματισμό πλανητών μέσα σε αυτές τις περιοχές. Ο Κέπλερ ήταν μέρος μιας δευτερεύουσας ομάδας αστρονόμων που μελέτησαν τον νέο πλανήτη μετά την ανακάλυψή του, εξετάζοντας τα μήκη κύματος του φωτός για να συμπεράνουμε ότι ο πλανήτης έχει μια νεφελώδη ατμόσφαιρα. Σύμφωνα με τον Keppler, μέχρι τώρα ήταν δύσκολο να πούμε οριστικά ότι οι υποψήφιοι για πλανήτες ήταν πράγματι πλανήτες. Οι παρατηρήσεις που έγιναν από αστρονόμους στο παρελθόν θα μπορούσαν απλώς να ήταν χαρακτηριστικά μέσα στον δίσκο της σκόνης. Για να διασφαλίσουν ότι η ανίχνευση του νεοσύστατου πλανήτη ήταν νόμιμη, οι αστρονόμοι χρησιμοποίησαν πολλά διαφορετικά όργανα με διαφορετικές ζώνες φίλτρων για να κάνουν παρατηρήσεις.

Το τηλεσκόπιο Kepler είχε χρησιμοποιηθεί στο παρελθόν για τον εντοπισμό πιθανών νεαρών πλανητών, αλλά ο Keppler λέει ότι αυτή η μέθοδος έχει τους δικούς της περιορισμούς καθώς βασίζεται στη μείωση του φωτός ενός άστρου καθώς ένα διαστημικό σώμα κινείται μεταξύ του τηλεσκοπίου και του αστέρα. Ο Keppler λέει ότι ο νέος πλανήτης μπορεί να απεικονιστεί απευθείας με τον νέο εξοπλισμό απεικόνισης τους. Ο Keppler εξηγεί:

Μελλοντική Έρευνα

Ο Keppler εξηγεί ότι οι αστρονόμοι θα πρέπει τώρα να κάνουν περαιτέρω παρατηρήσεις του πλανήτη για να καθορίσουν πώς θα αναπτυχθεί πιθανότατα ο πλανήτης και να εντοπίσουν την τροχιά του πλανήτη γύρω από το αστέρι. Αυτήν τη στιγμή πιστεύεται ότι ο πλανήτης θα χρειαστεί περίπου 120 χρόνια για να ολοκληρώσει μια επανάσταση γύρω από το PDS70.

Άλλοι επιστήμονες, όπως η αστροφυσικός Zoe Leinhardt, από το Πανεπιστήμιο του Μπρίστολ (που δεν συμμετέχει στην έρευνα), αντέδρασαν με ενθουσιασμό στην ανακάλυψη. Ο Leinhardt εξηγεί ότι το PDS70 είναι ένα σχετικά νεαρό αστέρι που είχε όλους τους σωστούς δείκτες ότι έχει νέους πλανήτες γύρω του και ότι η ανακάλυψη του νέου πλανήτη πολύ πιθανό να επιβεβαιώνει αυτή τη θεωρία. Η ανακάλυψη φαίνεται να υποστηρίζει την τρέχουσα θεωρία για το πώς σχηματίζονται οι πλανήτες. Ο τρόπος με τον οποίο σχηματίζονται οι πλανήτες σημαίνει ότι ένας μεγάλος πλανήτης παρόμοιος σε μέγεθος με τον Δία θα ήταν ο πιο εύκολος ορατός, και αυτοί οι πλανήτες θα είναι επίσης αυτοί που σχηματίζονται πιο γρήγορα. Θα μπορούσαν ακόμη και να υπάρχουν γειτονικοί πλανήτες γύρω από το αστέρι που έχουν σχηματιστεί πρόσφατα.

Ενώ η ανακάλυψη είναι συναρπαστική και έχει τους αστρονόμους που θέλουν να συνεχίσουν να κάνουν έρευνα στον πλανήτη, εγείρει μερικά σημαντικά ερωτήματα. Είναι επί του παρόντος ένα μυστήριο ως προς το πώς ένας τόσο μεγάλος πλανήτης θα μπορούσε να σχηματιστεί σε τόσο μεγάλη απόσταση από το μητρικό του άστρο, καθώς η τρέχουσα θεωρία σχηματισμού πλανητών δυσκολεύεται να υπολογίσει αυτήν την απόσταση.

Η εικόνα του πλανήτη σε τροχιά γύρω από το PDS70 έρχεται λίγες μόλις εβδομάδες μετά την ανακάλυψη τριών πιθανώς νεογέννητων πλανητών από τη Συστοιχία Μεγάλων Χιλιοστών/Υποχιλιοστών Atacama (ALMA), που βρίσκεται στη Χιλή. Τρεις πλανήτες ανακαλύφθηκαν σε τροχιά γύρω από ένα σχετικά νεαρό αστέρι που ονομάζεται HD163296. Ο αστροφυσικός Christophe Pinte και οι συνεργάτες του ανακάλυψαν έναν μωρό πλανήτη ενώ εξέταζαν τη δομή του πρωτοπλανητικού δίσκου γύρω από το HD163296, με μια περίεργη στροφή στη γενικά ομαλή τροχιά της ροής αερίου μονοξειδίου του άνθρακα που ταιριάζει άμεσα με μια προσομοίωση υπολογιστή του νεοσύστατου πλανήτη σε δίσκο θα έμοιαζε.