Uusi kuva paljastaa planeettojen synnyn salaisuudet

eso2312fi — Valokuvan julkistus, suomennos Pasi Nurmi

Euroopan eteläisen observatorion tänään julkaisemassa näyttävässä uudessa kuvassa näkyy viitteitä siitä, miten Jupiterin kaltaiset massiiviset planeetat voivat muodostua. Tutkijat ovat havainneet nuoren tähden lähellä olevia suuria pölykasaumia ESO:n VLT-teleskoopin (Very Large Telescope) ja ALMA-teleskoopin (Atacama Large Millimetre/submillimetre Array) avulla. Nämä ainekasaumat voivat romahtaa muodostaen jättiläisplaneettoja.

Kuvan keskellä on nuori tähti V960 Mon, joka sijaitsee yli 5 000 valovuoden etäisyydellä Yksisarvisen tähdistössä. Tähteä ympäröivästä pölyisestä materiasta voi muodostua planeettoja.

ESO:n VLT-teleskoopin Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch, eli SPHERE-instrumentilla tehdyt havainnot on esitetty kuvassa keltaisella. Ne osoittavat, että nuorta tähteä kiertävä pölymateria on kerääntymässä yhteen monimutkaisten spiraalihaarojen sarjana, jotka ulottuvat Aurinkokuntaa laajemmalle alueelle.

Kuvan siniset alueet esittävät ALMA-teleskoopilla (Atacama Large Millimetre/submillimetre Array) otettua dataa. ESO on yksi ALMA:n kumppaneista. ALMA:n havaintoaineistolla päästää kurkistamaan syvemmälle spiraalihaarojen rakenteeseen, mikä paljastaa suuria pölykasaumia, jotka voivat kutistua ja romahtaa kasaan muodostaen Jupiterin kokoisia jättiläisplaneettoja gravitaatiohäriöiden "gravitational instability" kautta.

Kuva: ESO/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Weber et al.

"Tämä löytö on todella merkittävä, sillä se on ensimmäinen havainto nuoren tähden ympärillä olevista materiakasaumista, jotka voivat potentiaalisesti synnyttää jättiläisplaneettoja", sanoi Alice Zurlo, Chilen Universidad Diego Portalesin tutkija, joka oli mukana tekemässä havaintoja.

Tutkimus perustuu ESO:n VLT-teleskoopin Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch, eli SPHERE-havaintolaitteella otettuun upeaan kuvaan, jossa V960 Mon tähteä ympäröivässä materiassa näkyy kiehtova yksityiskohta. Tämä nuori tähti sijaitsee yli 5 000 valovuoden etäisyydellä meistä Yksisarvisen tähdistössä. Kohde herätti tähtitieteilijöiden huomion, kun se yhtäkkiä kirkastui yli kaksikymmentä kertaiseksi vuonna 2014. SPHERE:n havainnot otettiin pian tämän kirkastumisen jälkeen, ja ne paljastivat, että V960 Mon:ia kiertävä materia on kerääntymässä yhteen monimutkaisten spiraalirakenteiden sarjana, jotka ulottuvat koko aurinkokuntaa suuremmalle alueelle.

Tämä havainto innosti tähtitieteilijöitä analysoimaan saman kohteen ALMA:lla tehtyjä arkistohavaintoja. ESO on yksi ALMA:n kumppaneista. VLT:n havainnoissa näkyy yleisesti tähteä ympäröivä pölyinen materia, kun taas ALMA voi kurkistaa syvemmälle sen rakenteeseen. "ALMA:n avulla saimme selville, että spiraalihaarat ovat pirstoutumassa, minkä seurauksena muodostuu ainekasaumia, joiden massat ovat planeettojen massan luokkaa", Zurlo sanoi.

Tähtitieteilijät uskovat jättiläisplaneettojen muodostuvan joko kasaantumalla (core accretion), jossa pölyhiukkaset kasaantuvat yhteen, tai gravitaation aiheuttamien häiriöiden (gravitational instability) kautta, jossa suuri määrä tähden ympärillä olevaa materiaa tiivistyy ja romahtaa. Vaikka tutkijat ovat aiemmin löytäneet todisteita ensimmäisestä skenaarioista, niin todisteet jälkimmäiselle ovat olleet vähäisiä.

"Kukaan ei ollut aikaisemmin nähnyt havainnoissa merkkejä todellisista gravitaation aiheuttamista häiriöistä planeettojen mittakaavassa", sanoi Chilen Santiagon yliopiston tutkija Philipp Weber, joka johti tänään The Astrophysical Journal Letters -lehdessä julkaistua tutkimusta.

"Tutkimusryhmämme on etsinyt merkkejä planeettojen muodostumisesta jo yli kymmenen vuoden ajan, emmekä voisi olla enemmän innoissamme tästä uskomattomasta löydöstä", kertoi tutkimusryhmän jäsen Sebastin Pérez Santiagon yliopistosta.

ESO:n instrumenttien avulla tähtitieteilijät pystyvät paljastamaan lisää yksityiskohtia tästä muodostumassa olevasta planeettajärjestelmästä, ja ESO:n ELT-teleskooppi (Extremely Large Telescope) tulee olemaan tässä avainasemassa. Kaukoputkea rakennetaan parhaillaan Chilen Atacaman autiomaassa. ELT pystyy havaitsemaan järjestelmää yksityiskohtaisemmin kuin koskaan aikaisemmin saaden siitä tärkeää tietoa. "ELT:n avulla pystymme havaitsemaan ainekasaumia ympäröivän materian monimutkaista kemiallista koostumusta, mikä lisää tietoamme sen materian koostumuksesta, josta potentiaaliset planeetat ovat muodostumassa", totesi Weber lopuksi.

Lisätietoa

Tässä esitelty tutkimus julkaistaan The Astrophysical Journal Letters (doi: 10.3847/2041-8213/ace186) -lehdessä.