Hisnande nya bilder visar vad som kan vara en gigantisk planets turbulenta födelse

(ESO/Boccaletti et al.)

Ett virvlande, vridet moln av damm och gas över 530 ljusår bort är inte bara ett tumultartat under. Det är en ny pusselbit om hur planeter växer från små korn till jätteklot.

Astronomer har erhållit hisnande nya nära-infraröda bilder av den protoplanetära skivan runt den unga stjärnan AB Aurigae. Dessa bilder visar spiralstörningar som forskarna tror orsakas av planeter som samlas från dammet.

'I det tidiga skedet av planetbildning indikerar hydrodynamiska simuleringar att ackretionsprocessen genererar vid planetplatsen ett inre och yttre spiralmönster p.g.a. Lindblad resonances inducerad av interaktioner mellan skivor och planeter', forskarna skrev i deras tidning .

'Även om detta avgörande steg är väldokumenterat av teoretiska arbeten, är observationsbevis sällsynta och inte helt avgörande.'

De nya bilderna är några av de bästa vi har sett hittills av denna process i aktion.

Planetbildning är en fascinerande process. Först måste en stjärna bildas som spolar upp en gigantisk skiva av damm och gas som matas in i den. När det är klart tror astronomer att den återstående skivan börjar klumpa ihop sig för att bilda andra tjocka bitar som finns i planetsystem - asteroider, kometer, dvärgplaneter och, naturligtvis, planeter.

För det första sammanför elektrostatiska krafter små klumpar av kallt material. Sedan, när dessa klumpar växer i storlek, börjar de generera tillräckligt med gravitationskraft för att attrahera fler klumpar, vilket skapar ett tätt, kompakt föremål.

Under denna process blir stoftpartiklarnas banor runt den bildade planeten störda, och formen på deras bana blir elliptisk, vilket skapar en svängning mellan deras närmaste och längsta punkt.

Om denna oscillation är en multipel av partikelns omloppsperiod skapar den en resonans - kallad Lindblad-resonans - som borde generera ett spiralmönster.

Denna resonans, tror astronomer, är ansvarig för spiralarmarna hos massiva galaxer. Men det som är stort i universum är ofta också litet. Vi har sett samma fysik på spel i Saturnus ringar , och det borde vara observerbart runt att bilda planeter också.

Förutom att protoplanetära skivor är inte lätta att observera. De är långt borta, och ofta är ljuset från deras stjärna så starkt att det skymmer små drag som kan avslöja processer för planetbildning.

Det är här AB Aurigae kommer in i bilden. Det är en av de närmaste stjärnorna i sitt slag - mycket ung, mindre än 10 miljoner år gammal och omgiven av en tjock protoplanetarisk skiva. År 2017 , avslöjade observationer med Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) grova spiralformer som kan vara de mycket eftertraktade signaturerna för planetbildning.

Så ett internationellt team av astronomer gick in för en närmare titt. Använda SPHERE anläggning fäst vid Mycket stort teleskop i Chile tog de högkontrastobservationer av AB Aurigae i nära-infrarött i december 2019 och januari 2020.

Dessa resulterade i de djupaste bilderna av stjärnan vi har sett hittills, som fångar svagare ljus från mindre dammkorn. Och, i kombination med tidigare ALMA-data, avslöjade dessa en S-formad störning i den protoplanetära skivan som ser mycket ut som de spiraldensitetsvågor som vi förväntar oss att se fortplanta sig från en protoplanet som växer fram.

( ESO/Boccaletti et al .)

Ovan: Skivan kring AB Aurigae; till höger, en inzoomad version av den centrala delen av bilden.

'Vridningen förväntas från några teoretiska modeller av planetbildning,' sa astronomen Anne Dutrey vid Astrophysics Laboratory of Bordeaux i Frankrike.

'Det motsvarar kopplingen av två spiraler - en slingrande sig inåt planetens omloppsbana, den andra expanderar utåt - som förenas på planetens plats. De tillåter gas och damm från skivan att samlas på den bildade planeten och få den att växa.'

Denna förmodade protoplanet verkar bildas på ett avstånd från sin stjärna som ungefär motsvarar Neptunus avstånd från solen. Dess exakta storlek är svår att bedöma, men laget uppskattar baserat på en tidigare beräkning av ackretionsgraden att den klockar in runt 4 och 13 gånger massan av Jupiter .

Det är inte ett helt bekräftat resultat än. Men det tyder på att AB Aurigae är en lovande kandidat för uppföljande observationer med kraftfullare teleskop som just nu är under uppbyggnad.

Dessa kan bekräfta att det vi tittar på verkligen är en gigantisk planet som håller på att bildas, och att beräkna dess massa med större precision.

Forskningen har publicerats i Astronomi & Astrofysik .

Populära Kategorier: Okategoriserad , Samhälle , Natur , Hälsa , Tech , Fysik , Förklarare , Miljö , Plats , Människor ,

Om Oss

Publicering Av Oberoende, Beprövade Fakta Om Rapporter Om Hälsa, Rymd, Natur, Teknik Och Miljö.