A Naprendszerünk kialakulásának évtizedek óta a legszélesebb körben elfogadott nézete a ködhipotézis. Ezen elmélet szerint a Nap, a bolygók és a Naprendszer minden más tárgya több millió évvel ezelőtt homályos anyagból képződött. Ez a por gravitációs összeomlást tapasztalt a középpontban, és így a Napot alkotja, míg az anyag többi része egy körkörös törmelékgyűrűt alkotott, amely összekapcsolódott a bolygók kialakításához.
A modern távcsövek fejlesztésének köszönhetően a csillagászok más csillagrendszereket is vizsgáltak a hipotézis tesztelésére. Sajnos a csillagászok a legtöbb esetben csak a csillagok körüli törmelékgyűrűket tudták megfigyelni, amikor a kialakuló bolygókra mutattak. Csak nemrégiben egy európai csillagászok képesek voltak képeket készíteni egy újszülött bolygóról, ezáltal bizonyítva, hogy a törmelékgyűrűk valóban a bolygók születési helye.
A csoport kutatása két olyan cikkben jelent meg, amelyeket nemrégiben tettek közzé Csillagászat és asztrofizika, „Bolygó-tömeg társ felfedezése a PDS 70 körüli átmeneti tárcsa résében” és „A bolygó orbitális és légköri jellemzése a PDS 70 átmeneti tárcsa résében” cím alatt. A két tanulmány mögött álló csoport tagjai voltak a Max Planck Csillagászati Intézet (MPIA), valamint több megfigyelő intézet és egyetem tagjai között.
Tanulmányaik érdekében a csapatok a PDS 70b-et választották, amely bolygót 22 csillagászati egység (AU) távolságra fedeztek fel a fogadó csillagtól, és amelyet úgy véltek, hogy újonnan kialakult test. Az első tanulmányban - amelyet Miriam Keppler vezet a Max Planck Csillagászati Intézetből - a csoport megmutatta, hogyan tanulmányozták a protoplanetáris korongot a PDS 70 csillag körül.
A PDS 70 egy kis tömegű Tauri csillag, amely a Centaurus csillagképben található, körülbelül 370 fényévnyire a Földtől. Ezt a vizsgálatot archivált képek felhasználásával végezték el a közeli infravörös sávban, amelyet Spectro-polarimetrikus nagy kontrasztú Exoplanet REsearch eszköz (SPHERE) eszköz készített az ESO nagyon nagy távcsövején (VLT) és a közeli infravörös koronagráfiai képalkotót a déli geminek. .
Ezeket a műszereket használva a csapat először robusztusan észlelt egy fiatal bolygót (PDS 70b), amely a csillag protoplanetáris korongjának résében kering és körülbelül három milliárd km-re (1,86 milliárd mérföld) helyezkedik el a központi csillagától - nagyjából azonos távolságot az Uránusz között. és a Nap. A második tanulmányban, amelyet Andre Muller vezet (az MPIA-tól is), a csoport leírja, hogy a SPHERE eszközt hogyan használták a bolygó fényerejének mérésére különböző hullámhosszon.
Ebből képesek voltak meghatározni, hogy a PDS 70b egy gáz óriás, amelynek körülbelül kilenc Jupiter tömege és körülbelül 1000 ° C (1832 ° F) felszíni hőmérséklete van, így ez különösen „forró Super-Jupiter”. A bolygónak fiatalabbnak kell lennie, mint a fogadó csillagnak, és valószínűleg még mindig növekszik. Az adatok azt is jelzik, hogy a bolygót olyan felhők veszik körül, amelyek megváltoztatják a bolygómag és a légkör által kibocsátott sugárzást.
A fejlett használt eszközöknek köszönhetően a csapat képeket kaptunk a bolygóról és annak rendszeréről is. Amint az a képről (a felső tetejére) és az alábbi videóból kitűnik, a bolygó fényes pontként látható a kép feketedő központjától jobbra. Ez a sötét régió annak a koronográfnak köszönhető, amely megakadályozza a csillag fényét, így a csapat észlelheti a sokkal tompabb társat.
Ahogyan Miriam Keppler, az MPIA posztdoktori hallgató magyarázta egy nemrégiben megjelent ESO sajtóközleményben:
Ezek a fiatal csillagok körüli lemezek a bolygók születési helyei, ám eddig csak néhány megfigyelés fedezte fel a bennük lévő bolygókra vonatkozó utalásokat. A probléma az, hogy ez idáig ezeknek a bolygójelölteknek a többsége csak a lemezen lehetett. ”
A fiatal bolygó megfigyelése mellett a kutatócsoportok azt is megfigyelték, hogy a csillag körüli keringő protoplanetáris korongot leragasztotta. Alapvetően a bolygó pályája nyomán hatalmas lyukat nyomott a lemez közepén, miután anyag felhalmozódott belőle. Ez azt jelenti, hogy a PDS 70 b még mindig a születési hely közelében található, valószínűleg továbbra is felhalmozódó anyag, és tovább fog növekedni és változni.
A csillagászok évtizedek óta tisztában vannak a protoplanetáris korong e hiányosságaival és azt gondolják, hogy ezeket egy bolygó készítette. Most végre rendelkeznek bizonyítékkal ezt az elméletet alátámasztani. Ahogy André Müller kifejtette:
“Keppler eredményei új ablakot nyitnak meg a bolygó evolúciójának összetett és rosszul megértett korai szakaszaiban. Meg kellett figyelnünk egy bolygót egy fiatal csillag lemezében, hogy valóban megértsük a bolygóképződés mögött zajló folyamatokat.“
Ezek a tanulmányok nagy segítséget nyújtanak a csillagászoknak, különösen, ha a bolygóképződés és az evolúció elméleti modelljeire vonatkoznak. A bolygó légköri és fizikai tulajdonságainak meghatározásával a csillagászok meg tudták próbálni a ködhipotézis kulcsfontosságú aspektusait. Ennek a fiatal, porral borított bolygónak a felfedezése nem lett volna az, ha nem az ESO SPHERE eszközének képességei lennének.
Ez a műszer az exoplanettokat és a közeli csillagok körüli lemezeket nagy kontrasztú képalkotásnak ismert technikával vizsgálja, de fejlett stratégiákra és adatfeldolgozási technikákra támaszkodik. Amellett, hogy egy csillag fényét koronagráffal blokkolja, az SPHERE képes kiszűrni a halvány bolygó társainak jeleit fényes fiatal csillagok körül, több hullámhosszon és korszakban.
Ahogyan Thomas Henning, az MPIA igazgatója, az SPHERE eszköz német kutatója és a két tanulmány egyik vezető kutatója, nyilatkozta egy nemrégiben megjelent MPIA sajtóközleményben:
„Miután tíz éven át kifejlesztettünk új hatalmas csillagászati eszközöket, mint például a SPHERE, ez a felfedezés azt mutatja, hogy végre képesek vagyunk felfedezni és tanulmányozni a bolygót kialakulásuk idején. Ez egy régóta áhított álom teljesülése. ”
A rendszer jövőbeli megfigyelései lehetővé teszik a csillagászok számára a bolygóképződés modelleinek más szempontjainak tesztelését és a bolygórendszerek korai történetének megismerését. Ezek az adatok nagy előrelépést jelentenek annak meghatározásában is, hogy a saját Naprendszerünk miként alakult és fejlődött a korai története során.
