Prva slika rođenja planeta prikazuje usko zbijene svjetove

Mlada zvijezda HL Tau

ALMA slika mlade zvijezde HL Tau i diska plina i prašine koji je okružuje. Novi dokazi ukazuju na to da je ovo prva slika ikada stvorena o planetarnom rođenju. (Snimka: ALMA (NRAO / ESO / NAOJ); C. Brogan, B. Saxton (NRAO / AUI / NSF))





Kontroverzna svemirska slika doista prikazuje prvu sliku rođenja planeta, potvrđuje nova studija.

Kada je slika sustava HL Tau predstavljena prošle godine, izazvala je kontroverzu oko toga mogu li se utori u disku prašine koji okružuju zvijezdu objasniti prisutnošću novonastalih divovskih planeta. Novi rad sugerira da bi orbita tih planeta mogla poslužiti za stabilizaciju, a ne za izbacivanje jedna druge, kako je prvotno bilo predloženo. To znači da je ova slika prvi put da su znanstvenici promatrali formirajući planetarni sustav, i to čvrsto zbijen.

'Veliko je pitanje, vidimo li doista divovske planete izvlačeći disk iz kojeg nastaju? ' vodeći autor Daniel Tamayo sa Sveučilišta Toronto u Kanadi rekao je u izlaganju na Simpoziju Emerging Researchers for Exoplanet Science Symposium koji je u travnju održan na Državnom sveučilištu Pennsylvania.



Novo istraživanje koje su proveli Tamayo i njegove kolege pruža snažne dokaze da je odgovor potvrdan. [ Video: Rođenje planeta oko zvijezde HL Tau ]

Posebne orbite

U listopadu 2014. veliki milimetarski/submilimetarski niz Atacama (ALMA) - divovski radio teleskop u Čileu - snimio je zagonetnu sliku HL Tau. Znanstvenici su odmah počeli raspravljati o tome jesu li planete odgovorne uklanjanje praznina u sustavu , koji se nalazi oko 450 svjetlosnih godina od Zemlje, u sazviježđu Bik. Iako nisu snimili originalnu ALMA sliku, Tamayo i njegovi kolege krenuli su istražiti mogu li planeti preživjeti tako blizu jedan drugome.

Planeti dovoljno masivni da izrežu blisko pripijene praznine na vanjskim rubovima diska imali bi dovoljno gravitacije da rasprše ostale susjede u bliskoj orbiti, rekao je Tamayo. Kad je njegov tim izvodio simulacije s planetima pet puta masivnijim od Saturna, stvari su postale ekscentrične, a barem je jedan od planeta izbačen.



Međutim, Tamayo i njegovi kolege primijetili su nešto zanimljivo u najudaljenijim trakama.

'Ova vanjska tri praznine, ona koja su najbliža jedno drugom, njihova su mjesta blizu mjesta gdje biste imali lanac rezonancije 4: 3', rekao je Tamayo.

U rezonanciji 4: 3, jedna planeta bi kružila oko zvijezde četiri puta za svaka tri puta koliko je njen susjed obišao zvijezdu. Ove bi se posebne putanje samo jedna drugoj nedostajale, dopuštajući čitavom sustavu da ostane stabilan tijekom vremena. U Zemljinom Sunčevom sustavu prisutnost slične orbite omogućuje Plutonu putovanje unutar Neptunove orbite, ali sprječava njihovo sudaranje.



U svojim prvim nalazima, tim je tvrdio da će rezonancije vanjskih planeta zadržati njihove orbite eliptičnim. Međutim, da te orbite nisu rezonantne, disk plina i prašine učinio bi orbite kružnijim. Ubrzo nakon objavljivanja izvornih nalaza, znanstvenici koji su snimili originalnu sliku objavili su da su praznine doista eliptične.

'Mislim da je to zaista obećavajući dokaz da su planete odgovorne za ove praznine', rekao je Tamayo.

Ipak, upozorio je: 'To nije zakucavanje.'

Međutim, sustav divova usklađene orbite ima zanimljive implikacije, rekao je.

'Ako se radi o divovskim planetima koji rezonantno stupaju u interakciju, ovo je najbliže pakirani sustav divovskih planeta', rekao je Tamayo.

Rezultati su objavljeni u Astrofizički časopis .

'Tempirana bomba koja otkucava'

Sustav bliskih orbitiranih masivnih planeta možda je danas stabilan, ali Tamayo i njegove kolege pitali su se kako je mogao tako završiti.

'To postavlja zagonetku, a to je zagonetka formacije', rekao je Tamayo.

Posebne orbite opisao je kao ugodno sklonište, okruženo vatrenim prstenom nestabilnosti.

'Kako se polako migrirate preko ovog vatrenog prstena da biste došli do ovog lijepog, udobnog skloništa?' on se čudio.

'Čini se kao da smo u zastoju.'

Masivno egzoplanete malo bi se vjerojatno kretali zajedno a da ih međusobna gravitacija ne izbaci. No, znanstvenici su shvatili da manji planeti imaju prednost. Kad bi planete uhvatili u rezonanciju s manjom masom, izbjegli bi problem nestabilnosti. Polako bi ti manji planeti mogli zajedno prerasti u tijela dovoljno velika da očiste praznine u oblaku prašine koja okružuje zvijezdu.

Tamayo i njegov tim započeli su s planetima otprilike pet puta većim od Zemlje. Njihovi su modeli pokazali da se manji protoplaneti mogu formirati i kretati u stabilizacijske orbite bez međusobnog izbacivanja iz mladog sustava. Tijekom vremena, spojena tijela nastavila bi nakupljati plin i prašinu dok su u svojim posebnim orbitama, čisteći vlastite puteve dok su izrastali u masivne planete otprilike mase Saturna.

No, sustav može ostati stabilan samo toliko dugo, rekao je Tamayo. Na kraju će planeti prikupiti dovoljnu masu da će se međusobno udaljiti od rezonance, izbacivši sustav izvan kontrole, rekao je.

'Ovaj sustav je tempirana bomba koja otkucava', rekao je Tamayo.

Pratite Nolu Taylor Redd na Twitteru @NolaTRedd . Prati nas @Spacedotcom , Facebook ili Google+ . Izvorno objavljeno dana guesswhozoo.com .