Vďaka nej možno výskumníci prehodnotia, ako rýchlo môžu veľké planéty vzniknúť.
Planéta je obklopená diskom trosiek naplneným prachom, plynom, ľadom a skalnatým materiálom. Zdroj: Keck Observatory
Astronómovia potvrdili existenciu najmladšej známej planéty – malého sveta veľkosti Jupitera, ktorý má menej ako milión rokov a vznikol oveľa rýchlejšie, než sa očakávalo. Mladá planéta, známa pod názvom Elias 2-24 b, zostáva zakorenená vo víriacom disku plynu a prachu okolo svojej materskej hviezdy.
Podľa jedného zo spoluautorov vedeckého článku Lucasa Ciezu, profesora Inštitútu pre astrofyzikálne štúdie v Čile, patrili kedysi medzi najmladšie planéty obiehajúce okolo hviezdy PDS 70 a dve planéty obiehajúce okolo hviezdy WISPIT 2. Všetky sú staršie ako 5 miliónov rokov. „Elias 2-24 b nám ukazuje, že aj v našich najlepších modeloch formovania planét stále chýbajú niektoré dôležité procesy,“ uviedol Lucas Cieza.
Planéta ukrytá v prachovom disku
V štúdii, uverejnenej 16. septembra v časopise The Astrophysical Journal Letters, vedci pod vedením Andrea Bernardiho, doktoranda na Univerzite Diega Portalesa v Čile, preskúmali archivované pozorovania siedmich hviezd.
Tieto hviezdy predtým pozorovali pomocou koronagrafu na Keckovom observatóriu na Havaji, ktoré spolupracuje s NASA na základe dohody o spolupráci. Koronagraf blokuje veľkú časť intenzívneho svetla hviezdy, čím astronómom uľahčuje hľadanie oveľa slabších objektov v jej blízkosti.
Každá zo siedmich hviezd je obklopená diskom trosiek naplneným prachom, plynom, ľadom a skalnatým materiálom. Astronómov zaujímajú najmä medzery a iné vzory v týchto diskoch, pretože takéto znaky môžu signalizovať, že sa formujú planéty a vytvárajú si cestu cez okolité materiály.
Tím potlačil jasné svetlo hviezd a v týchto diskoch hľadal slabé planéty, ktoré by bolo inak ťažké zistiť. Planéty obiehajúce okolo hviezd mimo našej slnečnej sústavy sa nazývajú exoplanéty. „Planéty by sa mali nachádzať v medzerách, keďže práve ony ich vytvárajú,“ tvrdí Andrea Bernardi. „A presne tam sme našli aj Elias 2-24 b.“
Táto planéta má hmotnosť približne Jupitera, zatiaľ čo jej materská hviezda sa nachádza asi 450 svetelných rokov od Zeme. Keďže je tento systém taký mladý, astronómom poskytuje vzácnu príležitosť študovať podmienky, ktoré sa môžu podobať tomu, ako vyzerala naša vlastná slnečná sústava pred miliardami rokov.
Sú staré miliardy rokov
Hviezdy vznikajú vnútri obrovských mrakov plynu a prachu. Po zrode hviezdy zostáva zvyšný materiál, ktorý naďalej obieha okolo nej v disku. V priebehu času sa častice v tomto disku môžu zrážať, spájať sa a rásť do čoraz väčších telies, až nakoniec vzniknú planéty, ktoré si v okolitom materiáli vyklčujú dráhy.
Štúdium tejto najskoršej fázy je náročné, pretože novonarodené planéty sú často skryté práve za plynom a prachom, z ktorých sa formujú.
Väčšinu známych exoplanét namiesto toho objavili pomocou tranzitnej metódy. K tranzitu dochádza, keď planéta z nášho pohľadu prejde pred svojou hviezdou, čo spôsobí mierne zníženie jasu hviezdy.
Takýmto spôsobom však môže byť náročné objaviť mladé planéty. Väčšinou ich zakrýva hustý prach a planéty obiehajúce ďaleko od svojich hviezd potrebujú na dokončenie jednej obežnej dráhy oveľa viac času, čím sú tranzity menej časté. Z tohto dôvodu je drvivá väčšina z približne šiestich tisícok v súčasnosti potvrdených exoplanét stará miliardy rokov a obieha relatívne blízko svojich hviezd.
Planéty sú často skryté za plynom a prachom, z ktorých sa formujú, preto je náročné ich skúmať.
Astronómovia preto vytvárajú modely formovania planét pomocou kombinácie teórie, počítačových simulácií a pozorovaní mladých hviezd obklopených diskami, kde zostávajú samotné planéty často neviditeľné. Objavovanie ďalších extrémne mladých svetov, ako je Elias 2-24 b, by mohlo poskytnúť dôležité dôkazy na zdokonalenie týchto modelov.
„Galaxia neustále produkuje nové hviezdy a planéty, takže v každom štádiu vývoja ich je veľa,“ povedal Lucas Cieza. „To znamená, že teoreticky môžeme pozorovať celý proces, avšak v tom, čo väčšina teleskopov dokáže zachytiť, existuje veľká medzera. V súčasnosti sme voči týmto mladým planétam takmer slepí.“
Desať rokov trvajúca záhada sa konečne vyriešila
Toto nové potvrdenie zároveň vyriešilo otázku, ktorú astronómovia skúmali približne desať rokov.
Predchádzajúce pozorovania z observatória ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) v Čile odhalili medzeru v prachovom disku obklopujúcom hviezdu Elias 2-24. Neskôr Very Large Telescope Európskeho južného observatória v Čile zaznamenal slabý svetelný bod vnútri tej istej medzery.
Toto pozorovanie okamžite vyvolalo domnienku, že astronómovia pozorujú mladú planétu. Túto myšlienku však bolo ťažké zosúladiť s existujúcimi modelmi formovania planét.
Podľa týchto modelov by nemala mať planéta dostatok času na to, aby v takej veľkej vzdialenosti od svojej hviezdy dosiahla takú veľkosť. Súčasné odhady naznačujú, že vznik planéty veľkosti Jupitera v približne rovnakej vzdialenosti od Slnka, ako má Jupiter (čo je o niečo viac ako päťnásobok vzdialenosti Zeme od Slnka), trvá približne 5 miliónov rokov. Vznik takejto planéty vo väčšej vzdialenosti by mal trvať ešte dlhšie.
Tento tajomný svetelný bod sa však objavil približne 55-krát ďalej od svojej hviezdy, ako je Zem od Slnka, a už vtedy vykazoval známky správania sa ako vznikajúca planéta.
Archívne pozorovania potvrdzujú existenciu planéty
Vedci chceli zistiť, či sa tento objekt objavil už v skorších pozorovaniach. Ten istý slabý zdroj objavili aj v údajoch z iného teleskopu, ktoré boli zaznamenané v rokoch 2018 a 2020.
Spojením týchto pozorovaní a sledovaním pohybu objektu v čase vedci zistili, že sa správa skôr ako obiehajúca planéta než ako hviezda v pozadí alebo artefakt vzniknutý pri spracovaní snímok. Na základe týchto dôkazov tím potvrdil, že ide o objekt Elias 2-24 b.
„Zvyčajne počujeme o teleskopoch, ktoré pracujú samostatne, ale toto potvrdenie bolo možné len vďaka spoločnému využitiu viacerých teleskopov,“ povedal Andrea Bernardi. „Elias 2-24 b sa nachádza na hranici toho, čo dokážu súčasné teleskopy detegovať, ale s novými prístrojmi, ako je vesmírny teleskop NASA Nancy Grace Roman, by mali byť takéto detekcie jednoduchšie.“
Nový prístroj by mohol odhaliť ešte viac mladých planét
Roman, ktorý bol vypustený 30. augusta, je vybavený pokročilejším koronagrafom navrhnutým na detekciu planét, ktoré je pre mnohé súčasné teleskopy ťažké odlíšiť od oslepujúceho jasu ich hviezd.
Pomocou podobného prístupu priameho zobrazovania by mohol Roman objaviť planéty na podstatne užších obežných dráhach vrátane skutočných analógov Jupitera, ktoré existujúce prístroje ťažko zachytávajú. Na porovnanie možno uviesť, že Elias 2-24 b obieha približne 10-krát ďalej od svojej hviezdy.
Táto vylepšená schopnosť by mohla astronómom poskytnúť prístup k populácii mladých planét, ktorá doteraz zostávala z veľkej časti skrytá, a pomôcť vyplniť jednu z najväčších medzier v pozorovaniach v rámci výskumu formovania planét.
„Toto je len začiatok novej éry objavov,“ povedal Cieza. „Je neuveriteľné, že vďaka modernej technológii môžeme skutočne sledovať vznik planét v priamom prenose. Roman posunie hľadanie planét na novú úroveň.“
Zdroj: SciTech Daily
(RR)
