Najmłodsza znana planeta: przeczy modelom i wyznacza kres możliwości obserwacyjnych
Nasze modele formowania się planet z trudem radziły sobie z wyjaśnieniem istnienia dotychczasowych pretendentów do najmłodszej planety – dwiema planetami krążącymi wokół gwiazdy PDS 70 i dwiema obiegającymi gwiazdę WISPIT 2 – a wszystkie one mają ponad 5 milionów lat. Odkrycie planety Elias 2-24 b pokazuje, że nawet najlepsze modele wciąż pomijają jakieś ważne procesy, mówi profesor Lucas Cieza z Instituto de Estudios Astrofísicos w Chile. Uczony jest współautorem pracy, w której opisano planetę liczącą sobie mniej niż milion lat.
Andrea Bernardi z Universidad Diego Portales w Chile i jego zespół skupili się na danych archiwalnych z obserwacji siedmiu gwiazd przez W.M. Keck Observatory na Hawajach. Za pomocą koronografu blokowali światło gwiazd macierzystych, a w otaczających je pyle i gazie szukali przerw wyżłobionych przez krążące tam planety. Jedną z gwiazd była Elias 2-24 znajdująca się w odległości około 450 lat świetlnych od Ziemi.
Dane z Kecka pozwoliły rozwiązać zagadkę, która trapiła astronomów od dekady. Wtedy to obserwacje prowadzone za pomocą teleskopu ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) w Chile wykazały istnienie przerwy w dysku otaczającym młodą gwiazdę. Później Very Large Telescope zarejestrował jasny punkt znajdujący się w tej przerwie. Od tamtej pory naukowcy sprzeczali się, czy może to być planeta. Zgodnie z obecnie obowiązującymi modelami przerwa taka pojawiła się zbyt wcześnie w historii gwiazdy i zbyt daleko od niej, by mogła uformować tam się planeta. Obecne modele przewidują, że potrzeba około 5 milionów lat, by planeta wielkości Jowisza mogła uformować się w takiej odległości od gwiazdy, jak odległość Jowisza od Słońca. Jeśli tak duża planeta miałaby uformować się jeszcze dalej od gwiazdy macierzystej, jej narodziny trwają jeszcze dłużej. Tymczasem świecący punkt znajdował się w odległości około 55 jednostek astronomicznych od gwiazdy, czyli 10-krotnie dalej niż Jowisz od Słońca.
Zespół Bernardiego przeszukał więc archiwum Kecka, by sprawdzić, czy obserwatorium to nie zarejestrowało tego samego świecącego punktu. Okazało się, że znajduje się on w danych z obserwacji z 2018 i 2020 roku. Następnie porównali te dane z już znanymi danymi z ALMA i VLT. Dzięki temu mogli potwierdzić, że świecący punkt to rzeczywiście planeta, a nie gwiazda w tle czy zniekształcenie obrazu. Na podstawie jasności i modeli ewolucji masę planety oszacowano na 1,9–4,0 mas Jowisza. Jednak modele zakładają, że cały blask pochodzi z ciepła wewnątrz planety. Tymczasem młoda gwiazda wciąż zasysa materię z dysku, co dodatkowo ją rozjaśnia. Symulacje kształtu przerwy sugerują, że masa planety może wynosić od 0,4 do 1,7 masy Jowisza.
Odkrycie Elias 2-24 b nie tylko wskazuje na konieczność rewizji modeli formowania się planet. To również granica współczesnych możliwości wykrywania planet techniką bezpośredniego obrazowania. Żeby odkryć w ten sposób planety wielkości Jowisza znajdujące się w odległości takiej, jak Jowisz od Słońca, potrzebujemy doskonalszych instrumentów. A instrument taki właśnie podąża na miejsce swoich badań. To wystrzelony ponad 3 tygodnie temu Teleskop Kosmiczny Nancy Grace Roman. Posiada on znacznie doskonalszy koronograf, dzięki któremu można będzie obserwować planety pozostające poza zasięgiem obecnie wykorzystywanych urządzeń.
Szczegóły badań znajdziemy w artykule Searching for Embedded Protoplanets with the Keck/NIRC2 Vortex Coronagraph: Confirmation of a Core-accretion Planet in the Narrow Gap of the Elias 2-24 Disk opublikowanym w The Astrophysical Journal Letters.
Komentarze (0)