Dwa niezależne zespoły naukowe donoszą o odkryciu trzech bardzo młodych planet okrążających niemowlęcą gwiazdę HD 163296. Dzięki nowej technice wykrywania planet, astronomowie zidentyfikowali trzy zakłócenia w wypełnionym gazem dysku wokół tej młodej gwiazdy. To najbardziej wiarygodny dowód na to, że nowo utworzone planety znajdują się faktycznie na jej orbicie – i pierwsze planety odkryte przez sieć ALMA!
Nowa metoda polega na identyfikacji nietypowych wzorców w przepływie gazu w obrębie dysków protoplanetarnych otaczających gwiazdy. W tym przypadku jednoznacznie potwierdzono wyraźne, charakterystyczne cechy nowo uformowanych planet krążących wokół HD 163296. Aby było to w ogóle możliwe, każdy z osobno pracujących zespołów astronomów przeanalizował zdjęcia w bardzo wysokiej rozdzielczości, pochodzące z sieci interferometrycznej ALMA.
Zamiast skupiać się na pyle leżącym w rejonie dysku protoplanetarnego (który już wcześniej zobrazowała sieć ALMA) tym razem astronomowie zdecydowali się na obserwację rozkładu cząsteczek tlenku węgla (CO) w całym dysku. Cząsteczki CO emitują unikalne światło na falach milimetrowych, czyli właśnie tych, które ALMA widzi z bardzo dobrą rozdzielczością. Subtelne zmiany w długości fali tego światła (spowodowane efektem Dopplera) ujawniają wszelkie ruchy gazu w dysku otaczającym gwiazdę.
Na zdjęciu: Szerokokątny obraz otoczenia młodej gwiazdy HD 163296, która leży w bogatym w obiekty kosmiczne gwiazdozbiorze Strzelca. Zdjęcie zostało wykonane przy użyciu danych przeglądu Digitized Sky Survey 2. HD 163296 to najjaśniejsza gwiazda w jego centrum. Źródło: ESO/Digitized Sky Survey 2, Davide De Martin
Zespół kierowany przez Teague zidentyfikował dwie planety położone w odległościach około 14,9 i 24,7 miliarda kilometrów od gwiazdy. Druga grupa, kierowana przez Pinte, rozpoznała z kolei trzecią planetę krążącą w odległości około 39 miliardów kilometrów od HD 163296. Oba zespoły wykorzystały różne wersje tej samej techniki poszukiwań anomalii w przepływie gazu widocznym się na fali emisji CO i wskazującym na oddziaływanie tego gazu z innym, dużo bardziej masywnym obiektem leżącym w obrębie dysku. Podczas gdy zespół Teague był w stanie lepiej zbadać uśrednione zmiany w przepływie z dokładnością nawet do kilku procent, ujawniając istnienie blisko krążących wokół gwiazdy planet, metoda zastosowana przez Pinte pozwoliła na bardziej bezpośredni pomiar przepływu gazu w zewnętrznej części dysku. Pozwoliło to na zlokalizowanie trzeciej planety. W obydwu przypadkach naukowcy zidentyfikowali obszary, w których przepływ gazu nie do końca pasował do niezakłóconego otoczenia – podobnie jak na przykład wiry powstające wokół skały leżącej w rzece. Po dokładniejszych analizach tych ruchów doszli do wniosku, że powodują je planety o masach zbliżonych do masy Jowisza.
HD 163296 znajduje się w odległości około 330 lat świetlnych od Ziemi, w granicach konstelacji Strzelca. Gwiazda ma masę około dwa razy większą od Słońca, ale liczy sobie przy tym zaledwie cztery miliony lat – to tylko jedna tysięczna wieku Słońca.
Nowa technika wykorzystujące obserwacje radioteleskopami ALMA nie tylko pozwala astronomom dokładniej szacować masy planet, ale jest też mniej podatna na generowanie fałszywych alarmów w tego typu badaniach. ALMA ma więc szansę stać się jednym z głównych narzędzi do znajdowania i badania obcych globów. Oba zespoły będą kontynuowały udoskonalanie swych metod badawczych; planują także zastosować je do badań innych dysków protoplanetarnych.
Na obrazku: konstelacja Strzelca z zaznaczoną pozycją gwiazdy HD 163296. Ma ona masę około dwa razy większą od Słońca, ale ma zaledwie cztery miliony lat. Jest niewidoczna gołym okiem, ale można ją łatwo dostrzec przez lornetkę – leży niedaleko słynnych Mgławic Trójlistna Koniczyna i Laguna. Źródło: ESO, IAU and Sky & Telescope
Czytaj więcej:
Źródło: ALMA, NRAO
Na zdjęciu powyżej: Dane z ALMA ukazują wyraźne załamanie w materii otaczającej gwiazdę, które wskazuje jednoznacznie na obecność jednej z planet. Źródło: ESO, ALMA (ESO / NAOJ / NRAO); Pinte i in.
