Gazowe olbrzymy wokół młodych gwiazd podnoszą pytanie o to, jak tworzą się planety

Naukowcy zidentyfikowali młodą gwiazdę, wokół której krążą cztery planety o rozmiarach Jowisza i Saturna. Po raz pierwszy w tak młodym układzie wykryto tak wiele masywnych planet. Układ ten ustanowił także nowy rekord, jeżeli chodzi o najbardziej ekstremalny zakres obserwowanych orbit: najbardziej zewnętrzna planeta krąży ponad tysiąc razy dalej od gwiazdy, niż ta najbliższa, co rodzi interesujące pytanie o to, w jaki sposób taki układ mógł powstać.

Gwiazda ma zaledwie dwa miliardy lat – w kategoriach astronomicznych jest „maluchem” – i jest otoczona ogromnym dyskiem protoplanetarnym, czyli miejscem, w którym tworzą się planety, księżyce, asteroidy oraz inne obiekty w układach gwiezdnych.

Gwiazda była już wcześniej znana jako wyjątkowa, ponieważ posiada pierwszego tak zwanego gorącego Jowisza – masywną planetę krążącą wokół macierzystej gwiazdy – który został odkryty wokół tak młodej gwiazdy. Chociaż gorące Jowisze to pierwszy rodzaj egzoplanet, jakich się spodziewano odkryć, ich istnienie od dawna zastanawiało astronomów, ponieważ często uważa się, że krążą zbyt blisko swoich gwiazd, aby mogły powstać w takiej właśnie odległości.

Obecnie zespół naukowców użył ALMA do wyszukania planetarnego „rodzeństwa” dla tego niemowlęcego gorącego Jowisza. Ich obraz ujawnił trzy wyraźne luki w dysku, które, zgodnie z modelowaniem teoretycznym zespołu, były najprawdopodobniej wywołane przez trzy dodatkowe gazowe olbrzymy krążące wokół młodej gwiazdy.

CI Tau, bo o tę gwiazdę chodzi, znajduje się w odległości około 500 lat świetlnych stąd w wysoce produktywnym regionie galaktyki. Jej cztery planety mają bardzo różne orbity. Najbliższy gorący Jowisz znajduje się w podobnej odległości od swojej gwiazdy, co Merkury od Słońca, podczas gdy najdalsze orbity znajdują się w odległości ponad trzykrotnie większej, niż orbita Neptuna. Dwie zewnętrzne planety mają masę Saturna, natomiast dwie wewnętrzne mają odpowiednio 1 i 10 mas Jowisza.

Odkrycie to rodzi wiele pytań wśród astronomów. Około 1% gwiazd posiada gorące Jowisze, ale większość znanych planet tego typu jest znacznie starszych od CI Tau. Obecnie nie jest możliwe stwierdzenie, czy ekstremalna architektura planetarna widziana w CI Tau jest powszechna w układach gorących Jowiszów, ponieważ sposób, w jaki wykryto te siostrzane planety – przez ich wpływ na dysk protoplanetarny – nie działałby w starszych układach, które już nie mają dysku protoplanetarnego.

Według naukowców nie jest również jasne, czy planetarne rodzeństwo odegrało rolę w doprowadzeniu najbardziej wewnętrznej planety na jej skrajnie bliską orbitę i czy jest to mechanizm, który działa w tworzeniu gorących Jowiszów w ogóle. Kolejną zagadką jest to, w jaki sposób dwie zewnętrzne planety w ogóle się uformowały.

Zadaniem dla astronomów będzie zbadanie tego układu na różnych długościach fali, aby uzyskać więcej wskazówek na temat dysku protoplanetarnego i jego planet. W międzyczasie ALMA – pierwszy teleskop ze zdolnością obrazowania planety w momencie jej formowania się – prawdopodobnie pokaże kolejne niespodzianki w innych układach, zmieniając nasz obraz tego, jak kształtują się układy planetarne.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:
University of Cambridge

Dodaj komentarz

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.