Виявлено планету на ранній стадії після народження

Астрономи отримали зображення новонародженої планети, газового гіганта WISPIT 2b, яка знаходиться всередині широкої прогалини в диску з пилу і газу навколо молодої зорі, схожої на Сонце.

Про це розповідає видання Останні події.

Планета виглядає як компактне джерело, заховане в темній смузі між яскравими кільцями. Її зоря WISPIT 2 має вік лише близько 5 мільйонів років, тому це система, яка ще формується.

Рішель ван Капелвеен з Лейденського університету очолювала дослідницьку групу, яка повідомила про відкриття. У роботі взяли участь дослідники з різних установ, які об'єднали свої знання, щоб підтвердити наявність планети.

У каталогах планет зараз налічується майже 6000 підтверджених світів навколо інших, ніж Сонце, зірок. Більшість цих планет не було побачено безпосередньо, але їх наявність було виведено з того, як вони тягнуть або затемнюють світло своїх зірок.

Побачити планету, що формується в її природному середовищі, — рідкісне явище. Це дає вченим можливість перевірити гіпотези про те, як ростуть гігантські планети та як їхня гравітація формує кільця та прогалини у протопланетному диску.

Спостереження планети та диска разом також пов'язує структуру з причиною. Цей зв'язок є важливим, якщо необхідно пояснити, чому планетарні системи мають таку різну архітектуру.

Камера SPHERE Дуже великого телескопа (VLT) в Чилі виділила слабке світло з оточення зорі та виявила багатокільцевий диск, що простягається приблизно 56 мільярдів кілометрів. Кільця розділені прогалинами, і в одній з цих прогалин знаходиться компактне джерело, ідентифіковане як планета.

Протягом декількох днів спостережень точкове джерело змінювало своє положення відповідно до кеплерівського руху. Це означає, що його рух регулювався гравітацією на зв'язаній орбіті.

Команда також показала, що джерело рухається разом із зорею на небі, а не дрейфує, як фоновий об'єкт.

На зображеннях у ближньому інфрачервоному діапазоні планета світиться від залишкового тепла, що залишилося після формування. Це світіння виділяється на тлі слабшого, поляризованого світла, яке розсіюється крихітними пиловими зернами в диску.

Також дослідники повідомили про сильний сигнал H-альфа від планети, глибоке червоне світло, що випромінюється, коли збуджений водень переходить у стан з нижчою енергією. Це виявлення, зроблене за допомогою приладу MagAO-X на VLT, є ознакою падіння газу на планету.

Акреція означає, що планета все ще формує свою атмосферу. Сигнали видимого світла від Телескопа Магеллана в Чилі та Великого бінокулярного телескопа в Аризоні доповнюють інфрачервоне зображення та підтверджують ідентичність планети.

Разом ці вимірювання дають узгоджену картину молодого гіганта, який все ще притягує матерію з навколишнього простору. Вони також дають спостерігачам кілька способів стежити за тим, як змінюються яскравість і середовище планети з часом.

Автори показують, що WISPIT 2b є першою однозначно визначеною планетою, яку бачили всередині багатокільцевого диска. Ця комбінація створює чіткий експеримент для вивчення того, як одне масивне тіло формує пил і газ поблизу.

Зовнішній диск простягається на відстань близько 56 мільярдів кілометрів від зорі, тоді як планета обертається на відстані близько 8,5 мільярдів кілометрів. Її гравітація, ймовірно, допомагає частково очищати навколишній простір, обмінюючись кутовим моментом з матеріалом у проміжку.

Оскільки диск яскравий і добре розрізнений, дослідники можуть виміряти розташування кілець, ширину прогалин і вертикальну висоту поверхні розсіювання.

Ці геометричні підказки дозволяють теоретикам оцінити в'язкість диска, ключовий параметр, який контролює швидкість поширення дисків і ефективність міграції планет.

«Відкриття цієї планети було дивовижним досвідом», — сказала ван Капелвеен. Вона підкреслила, що чіткість системи робить її ідеальним еталоном для майбутньої роботи.

Далі, більш точна астрометрія, проведена за допомогою телескопів ALMA та JWST, дозволить уточнити орбіту та, з часом, оцінити динамічну масу. Цю масу можна порівняти з шириною прогалини, щоб перевірити, наскільки добре сучасні теорії передбачають зв'язок між масою планети та структурою диска.

Дослідження опубліковані в журналі The Astrophysical Journal Letters: 1, 2.