אסטרונומים מזהים ישירות כוכבי לכת יילודים

כוכבי לכת תינוקות המגיעים זה לזה במערכת 370 שנות אור משופכים אור על חייהם המוקדמים של שבתאי ויופיטר במערכת השמש שלנו.

איור זה של האמן מציג שני Exoplanets ענקי הגז המקיף את הכוכב הצעיר PDS 70. ענקי הגז הללו עדיין צומחים, ומגלגלים בכבידה את הפער הגדול בדיסק בתהליך.
ג'יי אולמסטד (STScI)

בגיל 5 מיליון בלבד, PDS 70 הוא תינוק בקרב כוכבים. כוכבי הלכת המתהווים עדיין בעיצומה - ועכשיו תפסו האסטרונומים את התהליך הזה בפעולה. סבסטיאן האפרט (אוניברסיטת ליידן, הולנד) ועמיתיהם מדווחים על התצפיות החדשות ב -3 ביוני באסטרונומיה טבע .

PDS 70 הוא כל כך צעיר שעדיין לא הצית את היתוך בליבתו; וגם קרינתו לא סילקה את האבק והגז סביבו. הדיסק הפרוטו-פלנטרי שלו הוא 140 יחידות אסטרונומיות (au) ברוחב, אך עם פער גדול 20–40 au ללא אבק. אמנם לא כל פערי הדיסק מגיעים מכוכבי לכת, אך במקרה זה די ברור שכוכבי לכת טינוח שטח גדול של הדיסק. כוכב הלכת המסיבי PDS 70b צולם ישירות בשנה שעברה במסלול זה בתוך הפער הזה.

כעת, צוותו של הפרט השתמש באותו טלסקופ גדול מאוד בצ'ילה בכדי לתפוס את חתימתו של גז מימן הזורם לכוכב הלכת. מה שכן, הם גילו זרימת גז דומה למה שהם מכנים פלנטה אחרת: PDS 70c.

צוות זה משתמש בכלי שונה מזה שמשמש לגילוי PDS 70b: ה- Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE). מערכת האופטיקה האדפטיבית של הטלסקופ הגדול מאוד עזרה למוזה להשיג תמונות ברורות גבישיות של מערכת רחוקה זו. כל אחד מפיקסלי התמונות של MUSE מבצע חובה כפולה ומציין לא רק את הבהירות בפס גל נתון, אלא גם מקליט את הספקטרום של האור הזה. ("פיקסלים מרחביים" קשיחים אלו מכונים ספקסלים, וזה פשוט כיף לומר.)

האפרט ועמיתיו התמקדו בקו ספקטרלי אינדיבידואלי, זה שנפלט על ידי מימן-אלפא, ויצרו תמונה המציגה רק כל מה שפולט קו זה. לאחר הוצאת הכוכב מהתמונה, נשארו שתי נקודות. האחת היא בדיוק המקום בו אמור להיות PDS 70b שהתגלה בעבר. השני נמצא בצד השני של הכוכב, בקצה החיצוני של פער הדיסק.

PDS 70 היא המערכת הפרוטופלאנרית השנייה שצולמה ישירות. באמצעות שילוב של אופטיקה אדפטיבית ועיבוד נתונים, האסטרונומים הצליחו לבטל את האור מהכוכב המרכזי (מסומן על ידי כוכב לבן) כדי לחשוף שני exoplanets המסתובבים. PDS 70 ב (שמאל תחתון) ו- c (מימין עליון) שניהם המונים פעמים רבות מזו של צדק.
ESO / S. Haffert (מצפה הכוכבים של ליידן)

PDS 70 ב הוא ללא ספק המקרה המובהק ביותר לפרוטופלנט, אומר תאיין קורי (טלסקופ סובארו / המצפה האסטרונומי הלאומי של יפן), שלא היה מעורב במחקר. האובייקט PDS 70 c נראה מעודד מאוד: בתקווה, מחקרים עתידיים יראו בבירור עדויות לתנועת מסלול .

לשני כוכבי הלכת יש המונים פעמים רבות של צדק, אך מתצפיות אלה נראה כי PDS 70c פחות מסיבי מאשר PDS 70b. שני כוכבי הלכת עדיין צומחים, אך בקצב הנוכחי ייקח להם 50 עד 100 מיליון שנים לגדל יופיטר. בהתחשב בעובדה שהכוכב בן 5 מיליון שנה בלבד, והדיסקים הפרוט-פלנטריים בדרך כלל מסתובבים במשך 10 מיליון שנים בסך הכל, סביר להניח כי כוכבי הלכת חוו פרץ צמיחה בעבר.

בהתבסס על עמדות כוכבי הלכת, נראה שהם נמצאים בתהודה 2: 1 או בסמוך לה, כאשר PDS 70c משלים מסלול יחיד עבור כל שני מסלולי PDS 70b. המשמעות היא שבשני כוכבי הלכת הללו אנו עשויים לראות משחק מתרחש שהשפיע על התפתחות מערכת השמש המוקדמת.

על פי השערת Grand Tack, יופיטר נוצר מוקדם יותר משבתאי והיה בתהליך נדידה פנימה וכמעט הגיע למסלול כדור הארץ. עם זאת, כשסטורן התכנס, גם הוא נדד פנימה, ונעל את שני ענקיות הגז לתהודה 3: 2. התהודה הפכה את נדידתם, ושלחה אותם אל מסלוליהם הנוכחיים במערכת השמש החיצונית.

התרחיש נשמע כאוטי בהשוואה לסדר הפלנטרי הנוקשה שאנו לומדים בבית הספר היסודי, אך Switcheroo הנדידה הזה יכול להסביר כמה מאפייני מערכת סולארית, כמו קיום חגורת אסטרואידים והיעדרם של אדמות סופר-אדומות. תצפיות עתידיות צריכות להיות מסוגלות לאשר אם PDS 70b ו- C סובבים בתהודה. אם כן, אנו מקבלים הצצה לאופן בו תרחיש Grand Track יכול לשחק.