Astronomer har taget et skridt tættere på at finde ud af, hvordan planetariske systemer dannes med opdagelsen af den 'yngste' planet, der nogensinde er fundet. Dette er det første direkte billede af en planet under dannelse, og data viser, at planeten stadig samles sammen af gas og støv, der falder ned i dens koblinger fra en køligere kuvert, der omgiver den.
Den varme protoplanet kredser om en stjerne, der har en masse, der kan sammenlignes med vores sol, og er det yngste planetesystem nogensinde, der er blevet identificeret, med LkCa 15 i alderen 2 millioner år, "Vi har virkelig stjernens alder og ikke planeten," sagde Michael Irland, en lektor i astrophotonics ved det australske astronomiske observatorium. ”Stjernens alder blev bestemt af mange mennesker, der studerede gravitationssammentrækningen af både LkCa 15 og alle de andre stjerner i Taurus-stjernedannelsesregionen, der dannede sig næsten på samme tid.”
Observationerne blev foretaget af astronomer fra University of Hawaii og det australske astronomiske observatorium ved hjælp af de skarpe syn på de to meter lange Keck-teleskoper placeret på toppen af Hawaiis sovende vulkan Mauna Kea.
I årtier har astronomer været opmærksomme på, at mange unge stjerner, der peber universet, er indhyllet af skyer af gas og støv. Og siden denne erkendelse har de hentet hjælp fra kraftfulde infrarøde rumobservatorier som NASAs Spitzer-rumteleskop for at kigge ind i støvede kosmiske regioner, der er skjult for optiske teleskoper.
Indtil nu havde videnskabsmænd ikke været heldige nok til at fange observationer af nye planeter, der dannes omkring disse unge stjerner, men takket være det tricky af adaptiv optik kombineret med 'blænde maskeinterferometri', der tillader astronomer at løse skiver af støv omkring stjerner uden hindring af blændende stjernelys, billeddannelse LkCa 15b blev mulig. ”Det er som om vi har en række små spejle,” sagde Adam Kraus fra University of Hawaiis Institut for Astronomi. ”Vi kan manipulere lyset og annullere forvrængninger.”
Astronomerne har gjort den smarte teknik operationel siden 2008, som gjorde det muligt for dem at søge efter hul mellem stjerner og deres protoplanetære støvskiver, hvor de regnede med at planeter mest sandsynligvis lurer. I 2009 blev de belønnet for deres indsats, da LkCa 15 b præsenterede sig for at kramme sin stjerne, stadig lys fra energien i dens dannelse. ”LkCa 15 var kun vores andet mål, og vi vidste straks, at vi så noget nyt,” sagde Kraus. ”Vi kunne se en svag punktkilde i nærheden af stjernen, så vi tænkte, at det måske var en Jupiter-lignende planet, vi gik tilbage et år senere for at få flere data.”
Denne varme, unge verden giver et overblik over den skumle fødsel af nye planeter.
"Protoplanet opvarmes af dens tyngdekraftsammentrækningsenergi," sagde Irland. ”Tyngdepotentialenergi er nok til at gøre en lastbils bremser virkelig varme, når den går for hurtigt et bjerg ned. Den potentielle energi fra en hel planet, der falder ned på sig selv, er nok til at få den til at gløde rødt varmt i millioner af år. Planeten er over 1000 grader celsius - måling af dens temperatur mere nøjagtigt er et af vores mål næste år. Støv og gas opvarmes for det meste af stjernens og planetens strålingsfelt og når i ligevægt en temperatur på under 100 kelvin [-170 grader celsius]. ”
Efterhånden som den unge planet trækker mere gas og støv ind i sig selv, kan astronomerne kun gætte på, hvor stor denne fjerne verden kunne blive. ”Den store ydre skive omkring LkCa 15 har stadig ca. 55 Jupiter-masser af materiale tilbage,” sagde Irland. ”Det er meget vanskeligt at estimere, hvor meget af dette materiale der kan ende på LkCa 15 b. Hvis bane næsten er cirkulær, og der kun er en planet, tror jeg, at kun en meget lille brøkdel af denne sag kan ende som en del af LkCa 15 b. Hvis jeg skulle gætte, ville jeg sige omkring 10 gange Jupiters masse for en endelig masse, med en lille orbital migration til en tættere bane. Vi får dog en bedre idé om dette i de kommende år med nye teoretiske modeller, og efter at vi ser mere af planetens bane. ”
Holdets papir kan findes her.
