Oglądaliśmy nieudaną gwiazdę zamieniającą się w gigantyczną planetę

Na niektórych poziomach powstawanie gwiazd i planet jest proste: powstają tam, gdzie jest więcej rzeczy. Dlatego też, chociaż surowcem dla gwiazdy może być rozproszona chmura gazu, rozkład tego gazu nie jest całkowicie równy. Z biegiem czasu przyciąganie grawitacyjne regionów z nieco większą ilością materii przyciągnie więcej materii, ostatecznie dając wystarczającą ilość materii do uformowania gwiazdy. lub dwa – w wielu przypadkach powstanie więcej niż jedno stężenie substancji; W innych przypadkach jeden fokus zostanie podzielony na dwa. Planety powstają również tam, gdzie jest materia, ponieważ tworzą je dysk materii, który napędza formującą się gwiazdę.

Chociaż może to być ogólnie prawdą, są z tym dwa problemy. Po pierwsze, nie ma wyraźnej linii podziału między małymi gwiazdami, takimi jak brązowe karły, a masywnymi planetami, które umieściliśmy w kategorii zwanej super-Jowiszem. A garstka planet, które udało nam się bezpośrednio sfotografować, wydaje się krążyć z dala od swojej gwiazdy macierzystej, gdzie nie powinno być zbyt wiele materii, która wywołałaby ich formowanie.

Astronomowie ogłosili w tym tygodniu, że sfotografowali tworzącą się superplanetę Jowisz, daleko od gwiazdy, którą wydaje się krążyć. Sugeruje to, że planeta prawdopodobnie uformowała się w procesie, w którym zazwyczaj powstają gwiazdy, a nie w procesie, w którym powstają gazowe olbrzymy, takie jak Jowisz.

Obserwowaliśmy cię

Gwiazda, o której mowa, nazywa się AB Aurigae i jest bardzo młodą gwiazdą położoną 500 lat świetlnych od Słońca. Jest osadzony w chmurze gazu, z których część prawdopodobnie nadal spadnie na gwiazdę. Za nimi jest chmura kurzu. Uważa się, że chmura ta jest dobrym kandydatem do formowania się planet z kilku powodów. Po pierwsze, pył został usunięty z obszaru znajdującego się najbliżej gwiazdy. Po drugie, pod wpływem grawitacji gaz w wewnętrznym dysku został ukształtowany w ramiona spiralne.

Zespół naukowców wykorzystał czas teleskopu do poszukiwania planet w AB Aurigae. A naukowcy najwyraźniej znaleźli jedną, obecnie nazywaną AB Aurigae b, w około 100 jednostkach astronomicznych AB Aurigae (każda jednostka astronomiczna to typowa odległość między Ziemią a Słońcem). To ponad dwukrotnie większa odległość między Słońcem a Plutonem. Ta pozycja umieszcza AB Aurigae b wewnątrz pierścienia pyłu iw pozycji, w której powinna być w stanie stworzyć rodzaj ramion spiralnych widocznych w gazie między pyłem a gwiazdą. Musi również znajdować się poza regionem, w którym gęstość materii jest wystarczająco wysoka, aby pomieścić naturalną formację planety.

Przeglądanie archiwów zdjęć wskazuje, że mamy przesłanki, że planeta istnieje już od dłuższego czasu. Obrazy wyraźnie wskazują, że AB Aurigae b znajduje się na orbicie.

Naukowcy wykorzystali modelowanie, aby określić rozmiar planety, która może wytworzyć światło, które widzieliśmy, pochodzące z AB Aurigae b. Modele sugerują, że chociaż planeta może nadal rosnąć, ma już masę czterokrotnie większą od Jowisza. Alternatywna metoda modelowania sugeruje, że masa Jowisza jest prawdopodobnie dziewięć razy większa. Tak czy inaczej, planeta zdecydowanie pasuje do kategorii super-Jowisza.

Obrazowanie pokazuje również kilka słabych obiektów przypominających AB Aurigae b, ale nieco dalej (430 i 580 AU). Mogą to być dodatkowe planety, ale potrzebujemy dodatkowych obserwacji, aby to potwierdzić.

co tu się dzieje?

Więc co tu się dzieje? Uważa się, że bliżej gwiazdy macierzystej gazowe olbrzymy powstają poprzez akrecję dużych skalistych jąder, które następnie zaczynają wciągać gaz. To przyczynia się do rosnącej masy planety i sprzyja jej dalszemu wzrostowi. Ten niekontrolowany wzrost jest odcięty, ponieważ dostarczający go gaz jest w końcu wypychany przez promieniowanie młodej gwiazdy.

Jest jednak mało prawdopodobne, aby proces ten zakończył się sukcesem na dystansach, które tutaj widzimy. Chociaż więcej gazu musi pozostać na dłużej, nie ma substancji o wystarczająco dużej gęstości, aby zbudować duży rdzeń. Nieokiełznany wzrost nigdy się nie rozpocznie.

Alternatywą jest proces podobny do tego, który tworzy podwójny układ gwiazd. Przypadkowe wahania ilości materii prowadzą do koncentracji materii, która pełni funkcję podobną do rdzenia skalnego. A ponieważ miejsce formacji znajduje się daleko od gwiazdy, istnieje szansa, że ​​proces wzrostu będzie trwał znacznie dłużej, czego efektem będzie super-Jowisz.

Astronomia Przyrody, 2022. DOI: 10.1038 / s41550-022-01634-x (O DOI).