Przejdź do treści

HD 169142 b, trzecia potwierdzona do tej pory protoplaneta

Obraz układu HD 169142 pokazujący sygnały formującej się planety HD 169142 b.

Międzynarodowy zespół naukowy opublikował wyniki analizy danych z instrumentu SPHERE, które potwierdzają istnienie nowej protoplanety.

Planety powstają ze skupisk materii w dyskach otaczających nowonarodzone gwiazdy. Gdy planeta wciąż się formuje, czyli gromadzi materię, nazywana jest protoplanetą. Do tej pory tylko dwie protoplanety zostały jednoznacznie zidentyfikowane – PDS 70 b i c, obie krążące wokół gwiazdy PDS 70 (o czym już pisaliśmy). Liczba ta została zwiększona do trzech wraz z odkryciem i potwierdzeniem istnienie dysku gazu i pyłu otaczającego HD 169142, gwiazdę odległą o 374 lata świetlne od naszego Układu Słonecznego.

Wykorzystaliśmy obserwacje za pomocą instrumentu SPHERE. Obiektem kilkakrotnej obserwacji w latach 20152019 była gwiazda HD 169142 – wyjaśnia Iain Hammond, badacz z Monash University w Melbourne. Ponieważ spodziewamy się, że planety są gorące, gdy się formują, teleskop wykonał zdjęcia gwiazdy HD 169142 w podczerwieni, aby poszukać termicznej sygnatury ich formowania. Dzięki tym danym udało się potwierdzić obecność planety HD 169142 b około 37 jednostek astronomicznych od jej gwiazdy – to nieco dalej niż orbita Neptuna od Słońca. 

Obrazy uzyskane za pomocą instrumentu SPHERE w latach 2015–2019 ujawniają zwarte źródło, które porusza się w czasie zgodnie z oczekiwaniami dla planety orbitującej w odległości 37 j.a. od swojej gwiazdy. Wszystkie zestawy danych uzyskane za pomocą instrumentu SPHERE zostały przeanalizowane przy użyciu najnowocześniejszych narzędzi do przetwarzania obrazów opracowanych przez zespół PSILab na Uniwersytecie w Liège (ULiège; Belgia). Ostatni zestaw danych uwzględniony w naszym badaniu, uzyskany w 2019 roku, jest kluczowy dla potwierdzenia ruchu planety – wyjaśnia Valentin Christiaens, pracownik naukowy Fund for Scientific Research (F.R.S.–FNRS) w Planetary & Stellar systems Imaging Laboratory (PSILab; STAR Institute / Faculty of Science) na ULiège. Ten zestaw danych nie był do tej pory publikowany.

Nowe obrazy potwierdzają również, że planeta musiała wyrzeźbić pierścieniową szczelinę w dysku – zgodnie z przewidywaniami modeli. Luka ta jest wyraźnie widoczna w obserwacjach dysku w świetle spolaryzowanym.

W podczerwieni możemy również zobaczyć spiralne ramię dysku ukształtowane przez planetę i widoczne w jej śladzie, co sugeruje, że inne dyski protoplanetarne posiadające spirale mogą również zawierać nieodkryte jeszcze planety – powiedział Hammond. Obrazy w świetle spolaryzowanym, jak również widmo w podczerwieni zmierzone przez zespół badawczy, dodatkowo wskazują, że planeta jest zagrzebana w znacznej ilości pyłu, który akreował z dysku protoplanetarnego. Pył ten może mieć postać dysku okołoplanetarnego, małego dysku tworzącego się wokół samej planety, który z kolei może tworzyć księżyce. To ważne odkrycie pokazuje, że wykrycie planet poprzez bezpośrednie obrazowanie jest możliwe nawet na bardzo wczesnym etapie ich formowania.

W ciągu ostatnich dziesięciu lat było wiele fałszywych alarmów o rzekomo wykrytych formujących się planetach – powiedział Valentin Christiaens. Oprócz protoplanet układu PDS 70 status pozostałych kandydatów jest nadal przedmiotem gorących dyskusji w środowisku naukowym. Protoplaneta DH 169142 b wydaje się mieć inne właściwości niż protoplanety w układzie PDS 70, co jest bardzo interesujące. Wygląda na to, że uchwyciliśmy ją na młodszym etapie jej formowania i ewolucji, ponieważ jest jeszcze całkowicie pogrzebana lub otoczona dużą ilością pyłu. Biorąc pod uwagę bardzo małą liczbę potwierdzonych dotychczas formujących się planet, odkrycie tego źródła i jego obserwacje powinny pozwolić nam lepiej zrozumieć, w jaki sposób powstają planety, a w szczególności planety olbrzymy, takie jak Jowisz.

Dalszą charakterystykę protoplanety i niezależnie potwierdzenie można uzyskać dzięki przyszłym obserwacjom za pomocą Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (James Webb Space Telescope – JWST). Wysoka czułość JWST na podczerwień powinna rzeczywiście pozwolić naukowcom wykryć emisje termiczne z gorącego pyłu wokół planety.

Wyniki badań zostały opublikowane 4 kwietnia 2023 roku w „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society” (MNRAS).

Opracowanie: Agnieszka Nowak

Więcej informacji:

Źródło: UNIVERSITÉ DE LIÈGE

Na ilustracji: Obraz układu HD 169142 pokazujący sygnały formującej się planety HD 169142 b, a także ramię spiralne wynikające z dynamicznego oddziaływania pomiędzy planetą a dyskiem, w którym się znajduje. Źródło: VLT/SPHERE

Reklama