2013.03.01. - Születő bolygót fotózott a VLT?

Az ESO VLT távcsőegyüttesének NACO műszerével olyan fényes csomót fotóztak a HD 100546 katalógusjelű csillag körüli protoplanetáris por- és gázkorongban, amely akár egy születőben lévő óriásbolygó is lehet.

A Sascha Quanz (ETH Zurich) által vezetett nemzetközi kutatócsoport a HD 100546 katalógusjelű, 335 fényév távolságban lévő fiatal csillag körüli por- és gázkorongot tanulmányozta az ESO VLT távcsőegyüttesének NACO adaptív optikás infravörös képalkotó műszerével. A korongban azonosítottak egy olyan fényes csomót, ami egy éppen formálódó, a diszk anyagába még beágyazott, Jupiterhez hasonló óriás gázbolygó lehet. Quanz szerint a bolygókeletkezést eddig leginkább csak számítógépes szimulációkkal lehetett tanulmányozni, de ha a felfedezett objektum valóban egy kialakuló planéta, akkor lehetőség nyílhat a formálódó bolygó és a környezete kölcsönhatásának közvetlen tanulmányozására, mégpedig a folyamat nagyon korai szakaszában.

A HD 100546 egyébként egy alaposan tanulmányozott objektum, és már korábban is felvetődött, hogy körülbelül 6 csillagászati egység távolságban kering egy óriásbolygó körülötte. A most felfedezett bolygójelölt azonban a rendszer külső részén található, távolsága mintegy 70 csillagászati egység a csillagától. (A Naprendszerben körülbelül ilyen távolságban keringenek a Eris és a Makemake törpebolygók.) Az adat azonban vita tárgya, hiszen nem illeszkedik a jelenlegi bolygókeletkezési elméletek által jósolt értékekhez, bár jelenleg még az sem egészen világos, hogy a planétajelölt vajon a kialakulása óta ugyanazon a helyen van-e, vagy a belső régiókból vándorolhatott a jelenlegi pozíciójába.

A HD 100546 körüli törmelékkorong csomósodásának felfedezését a NACO adaptív optikai rendszere, az abban használt speciális, a közeli infravörös tartományban működő koronagráf, és egy szintén speciális lemez (APP, Apodising Phase Plate) tette lehetővé. Előbbi a csillag bolygóénál sok nagyságrenddel fényesebb korongját takarja ki, utóbbi pedig a kép kontrasztját növeli a csillaghoz közel. Az APP eszköz tulajdonképpen egy, az infravörös tartományban szinte teljesen átlátszó, változtatható vastagságú lemez, melynek segítségével a beérkező elektromágneses hullámok fázisát befolyásolják a diffrakciós minta egy részének kiszűrése céljából.

A HD 100546 körüli protoplanetáris korong a Hubble űrteleszkóp felvételén (bal oldal) és a VLT NACO műszerének képén (jobb oldal). Utóbbi a diszknek csak a belső részét mutatja, ahol az új bolygójelöltet felfedezték. Mindkét felvétel készítésekor kitakarták a nagyon fényes csillagkorongot, melynek középpontját a vörös keresztek jelzik.
[ESO/NASA/ESA/Ardila és tsai]

A jelenleg széles körben elfogadott elmélet szerint az óriásbolygók a csillag kialakulása után visszamaradt por- és gázanyag befogásával növekednek. A HD 100546 körüli korong új képén több, az elképzelést alátámasztó, a bolygójelölt és a diszk közötti kölcsönhatásra utaló struktúra is megfigyelhető. Arra utaló jelek is vannak, hogy a protobolygó környezetét magának a formálódási folyamatnak a hatásai fűtik.

Bár az észlelési eredmények legvalószínűbb magyarázata az, hogy egy kialakuló bolygót látunk, ennek megerősítésére és az egyéb lehetőségek kizárására további megfigyelések szükségesek. Elképzelhető ugyanis - bár nem valószínű -, hogy a detektált jel nem a vizsgált rendszerből származik, hanem csak egy abban az irányban látszó, de egyébként a háttérben lévő objektumtól. Az is lehet, hogy az újonnan felfedezett objektum nem egy születőben lévő, hanem már teljesen kialakult bolygó, ami a csillagához közelebbi pályáról dobódott ki a rendszer peremére. Ha azonban beigazolódik, hogy valóban egy formálódó, a korongba még beágyazott planétáról van szó, akkor a HD 100546 rendszere egyedülálló lehetőséget nyújthat a bolygórendszerek kialakulásának tanulmányozásához.

Fantáziarajz a HD 100546 körüli por- és gázkorongban formálódó óriásbolygóról. Mivel a planéta még a diszk anyagába ágyazódik, ezért a poron történő fényszóródás miatt a pozíciójából a csillaga szinte nem is látszik, csak egy vörös foltként tűnik fel.
[ESO/L. Calçada]

Az eredményeket részletező szakcikk az Astrophysical Journal Letters c. folyóiratban jelent meg.

Forrás:

• eso1310 - Science Release