ALMA: zaobserwowaliśmy powstawanie planet

Radioteleskopy należące do sieci ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) wykryły oznaki formowania się planet w młodym dysku protoplanetarnym otaczającym gwiazdę MWC 758. Astronomowie uzyskali dzięki nim dokładny obraz w wysokiej rozdzielczości, ukazującym dysk mający nie tylko zniekształconą strukturę i charakterystyczne wgłębienie, ale także ramię spiralne odpowiadające temu, co już wcześniej dostrzeżono w świetle widzialnym.

Zdaniem Ruobing Donga z University of Arizona/Academia Sinica (ASIAA) na Tajwanie wciąż nie wiemy, co dokładnie powoduje tworzenie się zróżnicowanych struktur w dyskach protoplanetarnych gwiazd. Jedno jest jednak pewne: nowe obserwacje ujawniają wiele ciekawych szczegółów w tego typu układach i dostarczają nam wciąż kluczowe informacje związane z ich pochodzeniem. Od roku 2000 rozmaite struktury tego rodzaju, w tym szczeliny i pierścienie, zagęszczenia pyłu czy twory przypominające ramiona spiralne galaktyk, zostały odkryte w kilkudziesięciu dyskach otaczających nowonarodzone gwiazdy. W dyskach tych powstają planety, więc astronomowie nazwali je dyskami protoplanetarnymi.


Na zdjęciu: zdjęcie z ALMA na fali 0.87 mm (misja ciągła) ukazujące dysk wokół MWC 758. Źródło: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Dong et al.

Pochodzenie tych struktur jest nadal przedmiotem debaty naukowej wśród astronomów. W jednym ze scenariuszy uważa się, że są one wytwarzane przez niewidoczne planety krążące wewnątrz dysków i grawitacyjnie z nimi oddziaływujące. Ale są i inne scenariusze - na przykład takie, w których do tworzenia się struktur dyskowych nie potrzeba już istniejących planet. Przykładowo, duże centralne wnęki w dysku mogą być wynikiem fotowolalizacji: promieniowanie o wysokiej energii pochodzące z centralnej gwiazdy powoduje wówczas wyparowywanie dużej części wewnętrznego dysku protoplanetarnego.

Dysk protoplanetarny wokół młodej gwiazdy MWC 758 znajduje się w odległości 500 lat świetlnych od nas. W 2012 roku odkryto w nim parę symetrycznie usytuowanych, olbrzymich ramion spiralnych uwidaczniających się w dziedzinie optycznej. Podczas obserwacji na linii emisji cieplnej i molekularnej gazu pyłowego (długości fal milimetrowych) stwierdzono również obecność dużej wnęki wewnętrznej i dwóch znacznych zagęszczeń pyłu.

Teraz, dzięki nowym i szczegółowym obrazom z sieci ALMA, okazuje się, że znana już wcześniej wnęka w dysku MWC 758 jest niecentryczna względem gwiazdy, a jej kształt jest dobrze opisany przez elipsę, w której w pobliżu jednego z jej ognisk znajduje się sama gwiazda! Wskazuje to na jego dynamiczne pochodzenie, a być może także interakcję z formującymi się planetami. Potwierdzono też obecność jednego z dwóch ramion spiralnych, które wcześniej widziano w świetle widzialnym. To pierwsze takie potwierdzenia pochodzące bezpośrednio z interferometru radiowego ALMA.

Już wcześniej w roku 2015 Dr. Dong wraz ze swym zespołem zaproponowali, że oba ramiona w dysku MWC 758 mogą być efektem obecności tam dużej gazowej planety typu superjowiszowego.

 

Czytaj więcej:


Źródło: ALMA

 

Na zdjęciu powyżej: Różne struktury w dysku protoplanetarnym wokół gwiazdy MWC 758. Zielony, kropkowany kontur zaznacza granice dysku, podczas gdy niewielkie kółko w jego środku to lokalizacja gwiazdy centralnej. Ciągle kontury zielone reprezentują dwa jasne zagęszczenia materii dyskowej, a ciągłe, kropkowane i kreskowane białe łuki odpowiadają wewnętrznym, pośrednim oraz zewnętrznym pierścieniom. Strzałki wskazują na nowo zaobserwowane przez ALMA ramię spiralne. Źródło: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Dong et al.