Először készítettek képeket egy bolygó keletkezéséről - videó

Images of the AB Aurigae system showing the disc around it. The image on the right, a zoomed-in version of the central part of the image on the left, shows the inner region of the disc. This inner region includes the ‘twist’ (in very bright yellow) that scientists believe marks the spot where a planet is forming. This twist lies at about the same distance from the AB Aurigae star as Neptune from the Sun. The images were obtained with the SPHERE instrument on ESO’s Very Large Telescope in polarised light.

A csillagászok az Európai Déli Obszervatórium Nagyon Nagy Távcsövével (ESO VLT) egy bolygó születésének csalhatatlan jeleit észlelték. A fiatal AB Aurigae csillag körül sűrű por- és gázkorong kavarog, amiben feltűnő spirális szerkezet vehető ki. A spirál mentén pedig megfigyelhető egy „csavarodás", amely egy éppen születőben lévő bolygó helyét jelzi. Ez a sajátos szerkezet az első közvetlenül megfigyelt bizonyíték egy bolygó születésére.

„Több ezer exobolygót azonosítottunk már, ám ezek keletkezéséről még mindig keveset tudunk" – kezdi a kutatást vezető Anthony Boccaletti, a Párizsi Obszervatórium és a PSL Egyetem munkatársa. A csillagászok tudják, hogy a bolygók az AB Aurigaehez hasonló csillagok körüli porkorongokban, a hideg gáz és por összecsomósodása révén születnek. Az ESO VLT-vel végzett, az Astronomy & Astrophysics szakfolyóiratban közzé tett friss megfigyelések kulcsfontosságú részletekkel szolgálnak e folyamat jobb megértéséhez.

„Nagyon fiatal rendszereket kell megfigyelnünk ahhoz, hogy elcsíphessük a pillanatot, amikor a bolygók megszületnek" – húzza alá Boccaletti. Ám korábban a csillagászoknak nem sikerült kellően nagy felbontású és érzékeny felvételeket készíteniük ilyen fiatal korongokról, amelyeken megfigyelhető lett volna a keletkező bolygó helyét mutató „csavar".

Nagylátószögű felvétel a Szekeres csillagkép tágabb égi környezetéről. Az ábrát a Digitized Sky Survey 2 felvételeiből állítottuk össze Forrás: ESO/Digitized Sky Survey 2. Acknowledgement: Davide De Martin

A friss felvételeken egy lenyűgöző por- és gázspirál bontakozik ki a Földtől 520 fényévre, a Szekeres (Auriga) csillagképben lévő fiatal AB Aurigae csillag körül. Az ilyen típusú spirálszerkezet újszülött bolygók jelenlétére utal. Ezek gravitációs hatása „hullámszerű zavarokat kelt a korongban, akárcsak egy tavon sikló hajó" – fejti ki a kutatócsoport egy másik tagja, Emmanuel Di Folco, a franciaországi Bordeaux-i Asztrofizikai Laboratórium (LAB) csillagásza.

Ahogy a bolygó kering a központi csillag körül, ez a hullám spirálkarrá tekeredik. Az AB Aurigaeről készült friss felvétel közepe táján látható igen fényes sárga „csavarodás" a központi csillagtól a Neptunusz Naptól mért távolságára helyezkedik el, és ez éppen egy olyan zavar a korongban, ahol a kutatók szerint egy bolygó van születőben.

A felvételeken a fiatal AB Aurigae csillag korongját láthatjuk. Jobb oldalon a korong középső régiói figyelhetőek meg kinagyítva. Ezt a területet vörös téglalap jelöli a bal oldali képen. Itt láthatjuk azt a „csavarodást” sárga fényben ragyogni, amely a csillagászok szerint egy születőben lévő bolygó helyét jelzi. Ez a bolygó nagyjából olyan távol található az AB Aurigaetől, mint a Neptunusz a Naptól. Összehasonlításul kék kör mutatja a Neptunusz pályájának méretét Forrás: ESO/Boccaletti et al.

Az AB Aurigae-ről néhány évvel ezelőtt már készült felvétel az ESO részvételével működtetett Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) mikrohullámú rádiótávcső-rendszerrel. Már azok az észlelések is utaltak a folyamatban lévő bolygókeletkezés lehetőségére. A csillagászok az ALMA felvételein két spirális gázkart figyeltek meg a csillag közelében, a korong belső régióiban. Végül 2019-ben és 2020 elején Boccaletti és francia, tajvani, amerikai egyesült államokbeli és belga kutatókból álló csapata nekilátott, hogy a chilei ESO VLT SPHERE műszerével tisztább képet alkosson a rendszerről. A SPHERE felvételei az eddigi legrészletesebb észlelések az AB Aurigae rendszeréről.

A SPHERE nagy teljesítményű képalkotó rendszere a belső korong kicsiny porrészecskéi által kibocsátott és visszavert halványabb fényt is láthatóvá tette. A megfigyelés megerősítette az ALMA által már detektált spirális szerkezet meglétét, de ezen felül egy újabb figyelemre méltó alakzatot is találtak a csillagászok. Ez nem volt más, mint a „csavar", amely egyértelműen egy születőben lévő bolygó jelenlétére utal. „Ilyen csavarra számítottunk bizonyos elméleti bolygókeletkezési modellek alapján" – világít rá Anne Dutrey, a tudományos közlemény társszerzője, szintén az LAB munkatársa. – „Ez két spirált köt össze, melyek egyike a bolygó pályájától befelé, a másik pedig kifelé tekeredik, és éppen a bolygó pillanatnyi helyén találkoznak. A korong gáz- és poranyaga e sávok mentén hullik a keletkező bolygóra, ami így növekszik."

Épülőben van már az ESO 39 méteres Rendkívül Nagy Távcsöve (ELT), ami az ALMA és SPHERE élvonalbeli eredményeire támaszkodva jelent majd újabb előrelépést a távoli bolygórendszerek kutatásában. Amint Boccaletti elmondja, ezzel az óriási teljesítményű távcsővel a csillagászok még részletesebb felvételeket készíthetnek majd a keletkezőben lévő bolygókról. – „Közvetlenül, és sokkal pontosabban láthatjuk majd a gázok áramlásának a bolygók kialakulásában játszott szerepét" – zárja gondolatait a kutatócsoport vezetője.

Forrás: ESO