Billedkredit: NASA / JPL
I juni meddelte forskere fra University of Rochester, at de havde lokaliseret en potentiel planet omkring en anden stjerne så ung, at den trodsede teoretikernes forklaringer. Nu støtter et nyt team af Rochester-planetdannelsesspecialister de originale konklusioner og siger, at de har bekræftet, at hullet, der blev dannet i stjernens støvede disk, meget godt kunne have været dannet af en ny planet. Resultaterne har konsekvenser for at få indsigt i, hvordan vores eget solsystem blev, samt for at finde andre muligvis beboelige planetariske systemer i hele vores galakse.
”Dataene antyder, at der er en ung planet derude, men indtil nu har ingen af vores teorier haft mening med dataene for en planet så ung,” siger Adam Frank, professor i fysik og astronomi ved University of Rochester. ”På den ene side er det frustrerende; men på den anden side er det meget sejt, fordi Moder Natur lige har overdraget os planeten, og vi er nødt til at finde ud af, hvordan den må være blevet skabt. ”
Arbejdsmæssigt ud fra det originale holds data afslørede Frank, Alice Quillen, Eric Blackman og Peggy Varniere, at planeten sandsynligvis var mindre end de fleste ekstrasolplaneter, der hidtil blev opdaget - i størrelsesordenen Neptun. Dataene antydede også, at denne planet er omtrent den samme afstand fra sin moderstjerne, som vores egen Neptune er fra Solen. De fleste planter uden solenergi, der er opdaget til dato, er meget større og kredser ekstremt tæt på deres moderstjerne.
Det originale Rochester-team, ledet af Dan Watson, professor i fysik og astronomi, brugte NASAs nye Spitzer-rumteleskop til at opdage et hul i støvet omkring en nystjernet stjerne. Det kritiske infrarøde "øjne" af det infrarøde teleskop blev delvist designet af fysik- og astronomiprofessorer Judith Pipher, William Forrest og Watson, et team, der har været blandt verdens ledere i at åbne det infrarøde vindue til universet. Det var Forrest og Pipher, der var de første amerikanske astronomer, der vendte et infrarødt array mod himlen: I 1983 monterede de en prototype infrarød detektor på universitetets teleskop i det lille observatorium på toppen af Wilmot-bygningen på campus og tog den første- nogensinde teleskopiske billeder af månen i det infrarøde, et bølgelængdeområde af lys, der er usynlig for det blotte øje såvel som for de fleste teleskoper.
Det opdagede hul signaliserede kraftigt tilstedeværelsen af en planet. Støvet i disken er varmere i midten nær stjernen og udstråler så det meste af sit lys ved kortere bølgelængder end den køligere ydre rækkevidde af disken. Forskerteamet fandt, at der var en brat mangel på lys, der udstrålede ved alle korte infrarøde bølgelængder, hvilket stærkt antydede, at den centrale del af disken var fraværende. Videnskabsmænd kender kun et fænomen, der kan tunnelere et så tydeligt "hul" i disken i løbet af stjernens korte levetid - en planet, der er mindst 100.000 år gammel.
Denne mulighed for en planet i størrelsesordenen kun 100.000 til en halv million år gammel blev mødt med skepsis af mange astronomer, fordi ingen af de førende planetdannelsesmodeller syntes at give mulighed for en planet i denne tidsalder. To modeller repræsenterer de førende teorier om planetarisk dannelse: kernetilbagetrækning og gravitationsinstabilitet. Kerneoptagelse antyder, at støvet, hvorfra stjernen og systemet dannes, begynder at klumpe sig sammen i granulater, og at granulaterne klumper sig sammen i klipper, asteroider og planetoider, indtil hele planeter dannes. Men teorien siger, at det skulle tage omkring 10 millioner år for en planet at udvikle sig på denne måde - alt for længe til at tage højde for den halv million år gamle planet, der findes af Watson.
Omvendt antyder den anden førende teori om planetdannelse, gravitationsinstabilitet, at hele planeter i det væsentlige kunne dannes i et svøbe, når den oprindelige sky af gas trækkes sammen af sin egen tyngdekraft og bliver en planet. Men selvom denne model antyder, at planetdannelse kunne ske meget hurtigere - i størrelsesordenen af århundreder - synes tætheden af støvskiven, der omgiver stjernen, heller ikke at være for sparsom til at understøtte denne model.
”Selvom det ikke passer til nogen af modellerne, har vi knust numrene og vist, at ja, faktisk, det hul i den støvskive kunne have været dannet af en planet,” siger Frank. ”Nu skal vi se på vores modeller og finde ud af, hvordan den planet kom dertil. I slutningen af det hele håber vi, at vi har en ny model og en ny forståelse af, hvordan planeter bliver. ”
Denne forskning blev finansieret af National Science Foundation.
Original kilde: University of Rochester News Release
