Przełomowe zdjęcie narodzin dwóch planet. To jak kosmiczne USG

Międzynarodowy zespół astronomów po raz pierwszy w historii uzyskał niezwykle szczegółowy obraz narodzin dwóch planet poza Układem Słonecznym. Dzięki obserwacjom przeprowadzonym za pomocą sieci radioteleskopów ALMA w Chile naukowcy mogli niemal "zajrzeć do łona" młodego układu planetarnego WISPIT 2, oddalonego o około 437 lat świetlnych od Ziemi. To wyjątkowe osiągnięcie, porównywane do zdjęcia USG w badaniach ciąży, pozwala lepiej zrozumieć procesy powstawania planet i ich oddziaływania z otoczeniem.

Naukowcy dokonali szczegółowych obserwacji formujących się planet 437 lat świetlnych od Ziemi (Zdjęcie ilustracyjne: Shutterstock/M. Benisty, MPIA/ALMA)

Wyniki badań zostały opublikowane w dwóch pracach naukowych dostępnych w repozytorium preprintów arXiv.

Porównanie do badania ultrasonograficznego nie jest przypadkowe. Tak jak przyszli rodzice z niecierpliwością oczekują pierwszego obrazu swojego dziecka, tak astronomowie od lat chcieli bezpośrednio zobaczyć, jak rodzą się planety. Teraz, dzięki 66 antenom sieci ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), udało się uzyskać obraz protoplanetarnego dysku wokół młodego układu podwójnego WISPIT 2, w którym formują się dwie planety, WISPIT 2b oraz WISPIT 2c.

W porównaniu z naszym Słońcem, liczącym sobie już 4,6 miliarda lat, WISPIT 2 to bardzo młody układ, jego wiek szacuje się na zaledwie 5,4 miliona lat. Wokół tej młodej gwiazdy rozciąga się gęsty dysk gazu i pyłu, zwany dyskiem protoplanetarnym, który stanowi miejsce narodzin nowych planet, zwanych protoplanetami. Na uzyskanych obrazach wyraźnie widać, jak formujące się planety wpływają na swoje środowisko. WISPIT 2b, masywny gazowy olbrzym o masie pięciokrotnie większej od Jowisza, wyżłobił w dysku wyraźny kanał, zbierając wokół siebie materię potrzebną do dalszego wzrostu. Jego młodszy „brat” WISPIT 2c, również zostawia swój ślad, tworząc w dysku charakterystyczną szczelinę.

Co szczególnie fascynujące, wokół WISPIT 2b zaobserwowano wiry gazowe, które dotąd były jedynie przewidywane przez modele komputerowe, ale nigdy wcześniej nie zostały bezpośrednio zaobserwowane. To przełomowy moment w badaniach nad formowaniem się planet, ponieważ po raz pierwszy udało się zobaczyć wszystkie kluczowe elementy tego procesu: samą planetę, dysk protoplanetarny oraz bezpośrednie oddziaływanie gazu z formującą się planetą. WISPIT 2b jest obecnie jedyną znaną protoplanetą, wokół której udało się to wszystko naraz zaobserwować. To unikalna okazja do śledzenia narodzin planety niemal na żywo. Dotychczas podobne elementy obserwowano w innych młodych układach, jednak nigdy nie udało się uchwycić ich wszystkich jednocześnie.

Pewien szczegół jest wyjątkowy

Szczególną uwagę zwraca także odległość WISPIT 2b od swojej gwiazdy. Planeta ta znajduje się aż 57 razy dalej od swojej podwójnej gwiazdy niż Ziemia od Słońca, czyli niemal dwukrotnie dalej niż Neptun w naszym Układzie Słonecznym. Tak szeroka orbita czyni ją jedną z najbardziej odległych od ich macierzystych gwiazd znanych egzoplanet.

Obserwacje wykonane z pomocą ALMA przez zespół pod kierunkiem profesor Myriam Benisty z Max Planck Institute for Astronomy w Heidelbergu, to nie tylko przełom w badaniach nad powstawaniem planet, ale także zapowiedź nowych możliwości, jakie przyniosą przyszłe teleskopy. Planowane ulepszenia ALMA oraz budowa Ekstremalnie Wielkiego Teleskopu (ELT) na Pustyni Atakama w Chile pozwolą na jeszcze dokładniejsze badania młodych układów planetarnych. Dzięki nim naukowcy będą mogli jeszcze lepiej odróżniać cechy dysków protoplanetarnych, które świadczą o obecności formujących się planet, od tych, które są wynikiem innych procesów.