Telescopul spațial Hubble al NASA a fotografiat în mod direct dovezi ale formării unei protoplanete asemănătoare cu Jupiter prin ceea ce cercetătorii descriu drept un “proces de formare intens și violent”. Această descoperire susține o teorie îndelung dezbătută privind modul în care se formează planete precum Jupiter, numită “instabilitatea discului”, informează scitechdaily.com.
Noua lume în construcție este încorporată într-un disc protoplanetar de praf și gaz cu o structură spiralată distinctă care se învârte în jurul unei stele tinere, a cărei vârstă este estimată la aproximativ 2 milioane de ani. Aceasta era aproximativ vârsta sistemului nostru solar atunci când formarea planetelor era în curs (în prezent, vârsta sistemului solar este de 4,6 miliarde de ani), potrivit sursei citate.
“Natura este inteligentă; poate produce planete într-o serie de moduri diferite”, a declarat Thayne Currie de la Telescopul Subaru și Eureka Scientific, cercetător principal al studiului.
Cum se formează planetele de obicei. Ce este diferit aici
Toate planetele sunt făcute din material care provine dintr-un disc circumstelar. Teoria dominantă pentru formarea planetelor joviane (n. red. planete enorme, ca Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun) se numește “acreție de nucleu”, adică o abordare de jos în sus, în care planetele încorporate în disc cresc din obiecte mici – cu dimensiuni variind de la boabe de praf la bolovani – care se ciocnesc și se lipesc între ele în timp ce orbitează o stea. Acest nucleu acumulează apoi încet gaz din disc.
În schimb, abordarea bazată pe instabilitatea discului este un model de sus în jos, în care, pe măsură ce un disc masiv din jurul unei stele se răcește, gravitația face ca discul să se spargă rapid în unul sau mai multe fragmente de masă planetară.
Planeta nou formată, numită AB Aurigae b, este probabil de aproximativ nouă ori mai masivă decât Jupiter și orbitează în jurul stelei gazdă la o distanță impresionantă de 8,6 miliarde de mile. Este o distanță de peste două ori mai mare decât distanța dintre Pluto și Soarele nostru.
La această distanță, ar dura foarte mult timp, dacă s-ar întâmpla vreodată, pentru ca o planetă de mărimea lui Jupiter să se formeze prin acreția nucleului. Acest lucru îi determină pe cercetători să concluzioneze că instabilitatea discului a permis acestei planete să se formeze la o distanță atât de mare. Iar acest lucru este în contrast izbitor cu așteptările privind formarea planetelor prin modelul de acumulare a nucleului, acceptat pe scară largă.
Rolul telescoapelor spațiale și terestre în cercetarea planetei în formare
Noua analiză combină datele provenite de la două instrumente Hubble: Space Telescope Imaging Spectrograph și Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrograph. Aceste date au fost comparate cu cele provenite de la un instrument de imagistică planetară de ultimă generație, denumit SCExAO, de pe telescopul japonez Subaru de 8,2 metri, situat în vârful Mauna Kea, Hawaii. Bogăția de date provenite de la telescoapele spațiale și terestre s-a dovedit a fi esențială, deoarece este foarte dificil să se facă distincția între planetele nou-născute și caracteristicile complexe ale discului care nu au legătură cu planetele.
“Interpretarea acestui sistem este extrem de dificilă”, a declarat Currie. “Acesta este unul dintre motivele pentru care am avut nevoie de Hubble pentru acest proiect – o imagine curată pentru a separa mai bine lumina de pe disc și orice planetă”.
Natura însăși a oferit, de asemenea, o mână de ajutor: vastul disc de praf și gaz care se învârte în jurul stelei AB Aurigae este înclinat aproape cu fața la vederea noastră de pe Pământ, conform sursei citate.
Currie a subliniat faptul că longevitatea lui Hubble a jucat un rol deosebit în a ajuta cercetătorii să măsoare orbita protoplanetei. Inițial, el a fost foarte sceptic în privința faptului că AB Aurigae b era o planetă. Datele de arhivă de la Hubble, combinate cu imaginile de la Subaru, s-au dovedit a fi un punct de cotitură în schimbarea părerii sale.
“Nu puteam detecta această mișcare de ordinul unui an sau doi ani”, a spus Currie. “Hubble a oferit o linie de bază de timp, combinată cu datele Subaru, de 13 ani, ceea ce a fost suficient pentru a putea detecta mișcarea orbitală”.
FOTO Simulare – Imaginea planetei AB Aurigae b în formare, după datele coroborate
“Acest rezultat valorifică observațiile de la sol și din spațiu și ajungem să ne întoarcem în timp cu ajutorul observațiilor din arhiva Hubble”, a adăugat Olivier Guyon de la Universitatea din Arizona, Tucson, și de la Telescopul Subaru, Hawaii. “AB Aurigae b a fost acum analizată în mai multe lungimi de undă și a apărut o imagine consistentă – una foarte solidă”.
- Rezultatele echipei sunt publicate în ediția din 4 aprilie 2022 a revistei Nature Astronomy.
“Această nouă descoperire este o dovadă puternică a faptului că unele planete gigantice gazoase se pot forma prin mecanismul de instabilitate a discului”, a subliniat Alan Boss de la Carnegie Institution of Science din Washington D.C. “În cele din urmă, gravitația este tot ceea ce contează, deoarece resturile procesului de formare a stelelor vor sfârși prin a fi trase împreună de gravitație pentru a forma planete, într-un fel sau altul”, mai scrie scitechdaily.com.
Înțelegerea primelor zile de formare a planetelor asemănătoare lui Jupiter le oferă astronomilor mai mult context în istoria propriului nostru sistem solar. Această descoperire deschide calea pentru viitoarele studii ale compoziției chimice a discurilor protoplanetare precum AB Aurigae, inclusiv cu ajutorul telescopului spațial James Webb al NASA.
Costin Ionescu
Redacția
Mihai Peticilă