Генезис Юпітерів: нове зображення розкриває таємниці народження планети

Нове вражаюче зображення, опубліковане Європейською південною обсерваторією ( ESO ), дає нам підказки про те, як могли сформуватися такі масивні планети, як Юпітер . Використовуючи Дуже Великий Телескоп ESO (VLT) і Великий міліметровий/субміліметровий масив Атакама ( ALMA ), дослідники виявили великі пилові згустки поблизу молодої зірки, які можуть колапсувати, створюючи гігантські планети.

«Це відкриття справді захоплююче, оскільки воно знаменує собою перше виявлення згустків навколо молодої зірки, які можуть породжувати гігантські планети», — каже Аліса Зурло, дослідниця з Університету Дієго Порталес, Чилі, яка бере участь у спостереженнях.

Робота заснована на захоплюючому зображенні, отриманому за допомогою спектрально-поляриметричного висококонтрастного інструменту Exoplanet REsearch (SPHERE) на VLT ESO, яке показує захоплюючі деталі матеріалу навколо зірки V960 Mon. Ця молода зірка розташована на відстані понад 5000 світлових років від нас у сузір’ї Єдинорога і привернула увагу астрономів, коли у 2014 році вона раптово збільшила свою яскравість більш ніж у двадцять разів. Спостереження SPHERE, зроблені незабаром після початку цього «спалаху» яскравості, показали, що матеріал, що обертається навколо V960 Mon, збирається разом у серію складних спіральних рукавів, які простягаються на відстані, більші за всю Сонячну систему.

Зліва жовтим кольором зображено молоду зірку V960 Mon і пиловий матеріал, що її оточує, отримане за допомогою спектрально-поляриметричного висококонтрастного інструменту Exoplanet REsearch (SPHERE), встановленого на Дуже великому телескопі ESO (VLT). Світло, яке відбивається від пилового матеріалу, що обертається навколо зірки, поляризується, тобто коливається у чітко визначеному напрямку, а не випадково, а потім виявляється SPHERE, відкриваючи заворожуючі спіральні рукави.
Ці відкриття спонукали астрономів проаналізувати архівні спостереження тієї ж системи, зроблені за допомогою ALMA. Результати цього аналізу можна побачити праворуч синім кольором. Довжини хвилі світла, на яких спостерігає ALMA, дозволяють йому проникати глибше в орбітальний матеріал, виявляючи, що спіральні рукави фрагментуються та утворюють згустки з масами, подібними до мас планет. Ці згустки можуть стискатися та руйнуватися через процес, відомий як «гравітаційна нестабільність», утворюючи планети-гіганти. Авторство: ESO/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Вебер та ін.

Це відкриття спонукало астрономів проаналізувати архівні спостереження тієї ж системи, зроблені за допомогою ALMA, партнером якої є ESO. Спостереження VLT досліджують поверхню пилового матеріалу навколо зірки, тоді як ALMA може зазирнути глибше в її структуру. «З ALMA стало очевидно, що спіральні рукави зазнають фрагментації, в результаті чого утворюються згустки з масами, схожими на маси планет», — говорить Зурло.

Астрономи вважають, що планети-гіганти утворюються або внаслідок «зростання ядра», коли частинки пилу збираються разом, або внаслідок «гравітаційної нестабільності», коли великі фрагменти матеріалу навколо зірки стискаються та руйнуються. Хоча дослідники раніше знаходили докази для першого з цих сценаріїв, підтримка останнього була мізерною.

Це відео перенесе нас у подорож до зірки V960 Mon, яка знаходиться на відстані приблизно 5000 світлових років від Землі.

«Ніхто ніколи не бачив реальних спостережень гравітаційної нестабільності, що відбувається в планетарних масштабах — досі», — каже Філіп Вебер, дослідник з Університету Сантьяго, Чилі, який керував дослідженням, опублікованим 25 липня в The Astrophysical Journal Letters .

«Наша група шукала ознаки того, як формуються планети більше десяти років, і ми не могли бути в більшому захваті від цього неймовірного відкриття», — каже член команди Себастьян Перес з Університету Сантьяго, Чилі.

На цьому зображенні показано небо навколо місця розташування зірки V960 Mon. Це зображення було створено із зображень у цифровому огляді неба 2. Авторство: ESO/Digitized Sky Survey 2, подяка: Давід Де Мартін

Інструменти ESO допоможуть астрономам розкрити більше деталей цієї захоплюючої планетарної системи, що створюється, і Надзвичайно Великий Телескоп (ELT) ESO відіграватиме ключову роль. ELT, який зараз будується в чилійській пустелі Атакама, зможе спостерігати за системою детальніше, ніж будь-коли раніше, збираючи про неї важливу інформацію. «ELT дозволить досліджувати хімічну складність, що оточує ці згустки, допомагаючи нам дізнатися більше про склад матеріалу, з якого утворюються потенційні планети», — підсумовує Вебер.