Umjetnikov koncept planeta nalik Jupiteru koji kruži oko zvijezde. Kreditna slika: NASA Klikni za veću sliku
Pomoću NASA-inog svemirskog teleskopa Spitzer tim astronoma na čelu sa Sveučilištem u Rochesteru otkrio je praznine kako zvone prašnjavim diskovima oko dvije vrlo mlade zvijezde, što sugerira da su se tamo stvorili planeti divovi s plinovima. Prije godinu dana ti su isti istraživači pronašli dokaze o prvom "bebinom planetu" oko mlade zvijezde, izazivajući modele većine astrofizičkih modela formiranja planeta divova.
Nova otkrića u časopisu Astrophysical Journal Letters 10. rujna ne samo da pojačavaju ideju da se divovske planete poput Jupitera formiraju mnogo brže nego što to tradicionalno očekuju znanstvenici, već je jedna od zvijezda opasnih plinom, nazvana GM Aurigae, analogna našoj Sunčev sustav. Sa samo 1 milijun godina, zvijezda daje jedinstven prozor o tome kako je nastao vlastiti svijet.
"GM Aurigae u osnovi je puno mlađa verzija našeg Sunca, a jaz na njegovom disku približno je iste veličine kao i prostor koji zauzimaju naši vlastiti planeti divovi", kaže Dan Watson, profesor fizike i astronomije na Sveučilištu u Rochesteru i vođa istraživačkog tima Spitzer IRS Disks. "Gledati to je poput gledanja dječjih slika našeg Sunca i vanjskog Sunčevog sustava", kaže on.
"Rezultati predstavljaju izazov postojećim teorijama formiranja planeta divova, posebno onima u kojima se planete grade postupno tijekom milijuna godina", kaže Nuria Calvet, profesor astronomije na Sveučilištu u Michiganu i vodeći autor rada. „Studije poput ove u konačnici će nam pomoći da bolje razumijemo kako se formiraju naše vanjske planete, kao i drugi u svemiru.“
Novi "bebi planeti" žive na čistinama koje su raštrkali u diskovima oko zvijezda DM Tauri i GM Aurigae, udaljenih 420 svjetlosnih godina u zviježđu Bik. Sumnja se da ti diskovi već nekoliko godina imaju središnje rupe koje bi mogle nastati zbog stvaranja planeta. No novi spektri ne ostavljaju nikakve sumnje: praznine su toliko prazne i oštrih ivica da je planetarna formacija daleko najrazumnije objašnjenje za njihov izgled.
Nove planete još nije moguće izravno vidjeti, ali Spitzerov instrument infracrvenog spektrografa (IRS) jasno je pokazao da nedostaje područje prašine oko određenih zvijezda, što snažno sugerira prisustvo planete oko svake. Prašina u protoplanetarnom disku je vruća u sredini u blizini zvijezde, pa tako zrači većinu svoje svjetlosti na kraćim valnim duljinama od hladnijih vanjskih dosega diska. Tim IRS diskova utvrdio je da postoji nagli manjak svjetlosti koji zrači na svim kratkim infracrvenim valnim duljinama, što snažno sugerira da središnji dio diska nema. Ove zvijezde su vrlo mlade prema zvjezdanim standardima, stare oko milijun godina, još uvijek okružene svojim embrionalnim plinskim diskovima. Jedino održivo objašnjenje za nepostojanje plina koje bi se moglo dogoditi tijekom kratkog vijeka zvijezde jest da planet - najvjerojatnije, plinski div poput našeg Jupitera - kreće u orbiti oko zvijezde i gravitacijski „briše“ gas unutar te udaljenosti zvijezda.
Kao i kod prošlogodišnjih otkrića mladih planeta, i ova opažanja predstavljaju izazov svim postojećim teorijama formiranja planeta divova, posebno onima modela „jezgranih akceracija“ u kojima su takve planete izgrađene nagomilavanjem manjih tijela koja zahtijevaju mnogo više vremena za izgradnju divovskog planeta od doba ovih sustava.
Tim IRS diskova otkrio je nešto drugo znatiželjno o GM Aurigae. Umjesto jednostavnog središnjeg čišćenja diska za prašinu, kao što je to slučaj u ostalim ispitivanim slučajevima, GM Aurigae ima jasan jaz na svom disku koji razdvaja gusti, prašnjavi vanjski disk od tankog unutrašnjeg. To bi moglo biti ili prijelazni stadij jer novi planet uklanja prašinu koja ga okružuje i dovodi do cjelovitog središnjeg čišćenja poput ostalih "dječjih planeta", ili može biti rezultat formiranja više planeta u kratkom vremenu i pomicanja prašina na složeniji način.
GM Aurigae ima 1,05 puta veću masu našeg Sunca - blizanca - pa će se razviti u zvijezdu vrlo sličnu Suncu. Da je prekriven našim solarnim sustavom, otkriveni jaz bi se prostirao otprilike od orbite Jupitera (460 milijuna milja) do orbite Urana (1,7 milijardi milja). To je isti raspon u kojem se pojavljuju planeti divovi plinovi u našem vlastitom sustavu. Mali planeti koji nisu plinoviti, kameni svjetovi poput Zemlje, ne bi pomestili toliko materijala i ne bi se otkrili bez prašine.
Svemirski svemirski teleskop lansiran je u orbitu 25. kolovoza 2003. Istraživački tim IRS Disks predvode članovi koji su izgradili Spitzerov infracrveni spektrograf, a uključuju astronoma na Sveučilištu Rochester, Sveučilištu Cornell, Sveučilištu Michigan, Autonomnom Nacionalnom University of Mexico, University of Virginia, College Ithaca, University of Arizona i UCLA. NASA-in laboratorij za mlazni pogon u Pasadeni, Kalifornija, upravlja misijskom svemirskom teleskopom Spitzer za NASA-ino direkciju za naučnu misiju u Washingtonu. Znanstvene operacije provode se u Znanstvenom centru Spitzer na Kalifornijskom tehnološkom institutu, također u Pasadeni.
