ALMA udpeger dannelsesstedet for planeten omkring den nærmeste unge stjerne

Forskere, der brugte ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) fandt en lille støvkoncentration i skiven omkring TW Hydrae, den nærmeste unge stjerne. Det er meget muligt, at en planet vokser eller er ved at blive dannet i denne koncentration. Det er første gang, at det nøjagtige sted, hvor kolde materialer danner frøet til en planet, er blevet udpeget i skiven omkring en ung stjerne.

Den unge stjerne TW Hydrae, ligger 194 lysår væk i stjernebilledet Hydra, er den nærmeste stjerne, som planeter kan dannes omkring. Dens omgivende støvskive er det bedste mål til at studere processen med planetdannelse.

Tidligere ALMA-observationer afslørede, at skiven er sammensat af koncentriske ringe. Nu, nye ALMA-observationer med højere følsomhed afslørede en hidtil ukendt lille klump i den planetdannende skive. Klumpen er aflang langs skivens rotationsretning, med en bredde omtrent lig med afstanden mellem solen og jorden, og en længde på omkring fire og en halv gange det.

"Klumpens sande natur er stadig ikke klar, " siger Takashi Tsukagoshi ved National Astronomical Observatory i Japan og hovedforfatteren af ​​forskningspapiret. "Det kunne være en 'cirkumplanetær' disk, der fodrer en spædbarnsplanet på størrelse med Neptun. Eller det kan være, at hvirvlende gas river støvpartiklerne op."

Planeter dannes i skiver af gas og støv omkring unge stjerner. Støvpartikler på størrelse med mikrometer klæber sammen for at vokse til større korn, sten, og endelig en planet. Teoretiske undersøgelser forudsiger, at en spædbarnsplanet er omgivet af en 'cirkumplanetær' skive, en lille struktur inden i den større støvskive omkring stjernen. Planeten samler materiale gennem denne cirkumplanetære skive. Det er vigtigt at finde sådan en cirkumplanetær skive for at forstå det sidste trin af planetens vækst.

Koldt støv og gas i skiverne omkring unge stjerner er svære at se i synligt lys, men de udsender radiobølger. Med sin høje følsomhed og opløsning for sådanne radiobølger, ALMA er et af de mest kraftfulde instrumenter til at studere planeternes tilblivelse.

Imidlertid, lysstyrken og den aflange form af strukturen afsløret af ALMA svarer ikke nøjagtigt til teoretiske forudsigelser for cirkumplanetære skiver. Det kan være en gashvirvel, som også forventes at danne sig hist og her omkring en ung stjerne. At finde kun en enkelt støvklump på dette tidspunkt er også i modstrid med teoretiske undersøgelser. Så forskerholdet kunne ikke nå frem til et endeligt svar på arten af ​​den støvede klump.

"Selvom vi ikke har en robust konklusion, " siger Tsukagoshi, "at udpege det nøjagtige sted for planetdannelse er meget værdifuldt for os. Dernæst vil vi få endnu højere opløsning ALMA-billeder for at afsløre temperaturfordelingen i klumpen for at se efter antydninger af en planet indeni. Vi planlægger også at observere den med Subaru Teleskop i infrarød for at se, om der er varm gas omkring en potentiel planet."

Disse observationsresultater blev offentliggjort som T. Tsukagoshi et al. "Opdagelse af et au-skala overskud i millimeter emission fra den protoplanetariske skive omkring TW Hya" i Astrofysiske tidsskriftsbreve den 10 juni, 2019.