Timp de zeci de ani, cea mai larg acceptată viziune a modului în care s-a format sistemul nostru solar a fost Ipoteza Nebulară. Conform acestei teorii, Soarele, planetele și toate celelalte obiecte din Sistemul Solar s-au format din miliarde de milioane de ani în urmă. Acest praf a cunoscut o prăbușire gravitațională în centru, formând Soarele nostru, în timp ce restul materialului a format un inel de resturi circumstanțiale, care s-a înălțat pentru a forma planetele.
Datorită dezvoltării telescoapelor moderne, astronomii au putut sonda alte sisteme stelare pentru a testa această ipoteză. Din păcate, în majoritatea cazurilor, astronomii nu au putut observa decât inele de resturi în jurul stelelor cu indicii de planete în formare. Abia recent, o echipă de astronomi europeni a fost capabilă să surprindă o imagine a unei planete nou-născute, demonstrând astfel că inelele de resturi sunt într-adevăr locul de naștere al planetelor.
Cercetarea echipei a apărut în două lucrări care au fost publicate recent în Astronomie și Astrofizică, intitulat „Descoperirea unui însoțitor de masă planetară în decalajul discului de tranziție în jurul PDS 70” și „Caracterizarea orbitală și atmosferică a planetei în golul discului de tranziție PDS 70”. Echipa din spatele ambelor studii a inclus membru al Institutului Max Planck pentru Astronomie (MPIA), precum și observatorii și universități multiple.
De dragul studiilor lor, echipele au selectat PDS 70b, o planetă care a fost descoperită la o distanță de 22 de unități astronomice (AU) de steaua sa gazdă și despre care se credea a fi un corp nou format. În primul studiu - care a fost condus de Miriam Keppler de la Max Planck Institute for Astronomy - echipa a indicat cum au studiat discul protoplanetar din jurul stelei PDS 70.
PDS 70 este o stea T Tauri cu masă mică, situată în constelația Centaurus, la aproximativ 370 de ani lumină de Pământ. Acest studiu a fost realizat folosind imagini de arhivă în banda cu infraroșu aproape prelevate de instrumentul de cercetare Spectro-Polarimetric Exoplanet cu contrast mare (SPHERE) de pe foarte mare telescop al ESO (VLT) și de imaginea coronagrafică aproape infraroșu de pe telescopul Gemini Sud .
Folosind aceste instrumente, echipa a făcut prima detectare robustă a unei planete tinere (PDS 70b) orbitând într-un gol din discul protoplanetar al stelei sale și situată la aproximativ trei miliarde de km (1,86 miliarde de mile) de steaua sa centrală - aproximativ aceeași distanță între Uranus și Soarele. În cel de-al doilea studiu, condus de Andre Muller (tot de la MPIA), echipa descrie modul în care au folosit instrumentul SPHERE pentru a măsura luminozitatea planetei la diferite lungimi de undă.
Din aceasta, au reușit să stabilească faptul că PDS 70b este un gigant de gaz care are aproximativ nouă mase de Jupiter și o temperatură de suprafață de aproximativ 1000 ° C (1832 ° F), ceea ce îl face un „Super-Jupiter cald”. Planeta trebuie să fie mai tânără decât steaua ei gazdă și probabil este în continuă creștere. Datele au indicat, de asemenea, că planeta este înconjurată de nori care modifică radiațiile emise de miezul planetar și atmosfera sa.
Datorită instrumentelor avansate utilizate, echipa a putut, de asemenea, să achiziționeze o imagine a planetei și a sistemului său. După cum puteți vedea din imagine (postată în partea de sus) și din videoclipul de mai jos, planeta este vizibilă ca un punct luminos în dreapta centrului înnegrit al imaginii. Această regiune întunecată se datorează unui corongraf, care blochează lumina stelei, astfel încât echipa ar putea detecta tovarășul mult mai slab.
După cum a explicat Miriam Keppler, studentă postdoctorală la MPIA, într-o declarație de presă recentă a ESO:
„Aceste discuri din jurul stelelor tinere sunt locurile de naștere ale planetelor, dar până în prezent doar o mână de observații au detectat indicii ale planetelor pentru copii. Problema este că până acum, cei mai mulți dintre acești candidați ai planetei ar fi putut fi doar caracteristici pe disc. "
Pe lângă descoperirea planetei tinere, echipele de cercetare au mai remarcat că a sculptat discul protoplanetar care orbitează steaua. În esență, orbita planetei a urmărit o gaură uriașă în centrul discului după ce a acumulat material din acesta. Acest lucru înseamnă că PDS 70 b este încă situat în vecinătatea locului său de naștere, este probabil să acumuleze materiale și va continua să crească și să se schimbe.
De zeci de ani, astronomii au fost conștienți de aceste lacune din discul protoplanetar și au speculat că au fost produse de o planetă. Acum, au în sfârșit dovezile care susțin această teorie. După cum a explicat André Müller:
“Rezultatele lui Keppler ne oferă o nouă fereastră asupra etapelor timpurii complexe și slab înțelese ale evoluției planetare. A trebuit să observăm o planetă din discul unei tinere stele pentru a înțelege cu adevărat procesele din spatele formării planetei.“
Aceste studii vor fi o amănunt pentru astronomi, mai ales când vine vorba de modele teoretice de formare și evoluție a planetei. Determinând proprietățile atmosferice și fizice ale planetei, astronomii au reușit să testeze aspecte cheie ale Ipotezei Nebulare. Descoperirea acestei tinere planete învăluite de praf nu ar fi fost dacă nu ar fi fost pentru capabilitățile instrumentului SPHERE din ESO.
Acest instrument studiază exoplanetele și discurile din jurul stelelor din apropiere folosind o tehnică cunoscută sub denumirea de imagini cu contrast înalt, dar se bazează și pe strategii avansate și tehnici de procesare a datelor. Pe lângă blocarea luminii de la o stea cu un coronagraf, SPHERE este capabil să filtreze semnalele unor însoțitori planetari slabi din jurul stelelor tinere strălucitoare la mai multe lungimi de undă și epoci.
După cum a declarat prof. Thomas Henning - director la MPIA, co-investigatorul german al instrumentului SPHERE și autor principal la cele două studii - într-un comunicat de presă recent MPIA:
„După zece ani de dezvoltare de noi instrumente astronomice puternice precum SPHERE, această descoperire ne arată că suntem în sfârșit capabili să găsim și să studiem planetele în momentul formării lor. Aceasta este împlinirea unui vis de multă vreme. ”
Observațiile viitoare ale acestui sistem vor permite, de asemenea, astronomilor să testeze alte aspecte ale modelelor de formare a planetei și să afle despre istoria timpurie a sistemelor planetare. Aceste date vor merge, de asemenea, un drum lung spre a determina modul în care propriul nostru sistem solar s-a format și a evoluat de-a lungul istoriei sale timpurii.
