Its a planet:Nye beviser på babyplanet under fremstilling

Astronomer er enige om, at planeter er født i protoplanetariske skiver - ringe af støv og gas, der omgiver unge, nyfødte stjerner. Mens hundredvis af disse skiver er blevet opdaget i hele universet, har observationer af den faktiske planetariske fødsel og dannelse vist sig vanskelige i disse miljøer.

Nu, astronomer ved Center for Astrofysik | Harvard &Smithsonian har udviklet en ny måde at opdage disse undvigende nyfødte planeter - og med den "rygende pistol" bevis på en lille Neptun eller Saturn-lignende planet, der lurer i en skive. Resultaterne er beskrevet i dag i The Astrophysical Journal Letters .

"Direkte opdagelse af unge planeter er meget udfordrende og har indtil videre kun været en succes i et eller to tilfælde," siger Feng Long, en postdoktor ved Center for Astrofysik, der ledede det nye studie. "Planeterne er altid for svage til, at vi kan se dem, fordi de er indlejret i tykke lag af gas og støv."

Forskere må i stedet lede efter spor for at udlede, at en planet udvikler sig under støvet.

"I de sidste par år har vi set mange strukturer dukke op på diske, som vi tror er forårsaget af en planets tilstedeværelse, men det kan også være forårsaget af noget andet," siger Long. "Vi har brug for nye teknikker til at se på og understøtte, at en planet er der."

Til sin undersøgelse besluttede Long at undersøge en protoplanetarisk disk kendt som LkCa 15. Disken ligger 518 lysår væk og sidder i Taurus-konstellationen på himlen. Forskere har tidligere rapporteret beviser for planetdannelse i skiven ved hjælp af observationer med ALMA Observatory.

Long dukkede ind i nye højopløselige ALMA-data om LkCa 15, primært opnået i 2019, og opdagede to svage træk, som ikke tidligere var blevet opdaget.

Omkring 42 astronomiske enheder ude fra stjernen – eller 42 gange afstanden Jorden er fra Solen – opdagede Long en støvet ring med to separate og lyse bundter af materiale, der kredsede indeni den. Materialet tog form af en lille klump og en større bue og blev adskilt med 120 grader.

Long undersøgte scenariet med computermodeller for at finde ud af, hvad der forårsagede opbygningen af ​​materiale og lærte, at deres størrelse og placeringer matchede modellen for tilstedeværelsen af ​​en planet.

"Denne bue og klump er adskilt af omkring 120 grader," siger hun. "Den grad af adskillelse sker ikke bare - det er vigtigt matematisk."

Lange peger på positioner i rummet kendt som Lagrange-punkter, hvor to legemer i bevægelse - såsom en stjerne og en planet i kredsløb - producerer øgede tiltrækningsområder omkring dem, hvor stof kan samle sig.

"Vi ser, at dette materiale ikke bare svæver frit rundt, det er stabilt og har en præference, hvor det ønsker at blive placeret baseret på fysik og de involverede objekter," forklarer Long.

I dette tilfælde er buen og klumpen af ​​materiale, der er detekteret længe, ​​placeret ved L₄ og L₅ Lagrange punkter. Skjult 60 grader mellem dem er en lille planet, der forårsager ophobning af støv ved punkterne L₄ og L₅ .

Resultaterne viser, at planeten er nogenlunde på størrelse med Neptun eller Saturn og omkring en til tre millioner år gammel. (Det er relativt ungt, når det kommer til planeter.)

Direkte billeddannelse af den lille, nyfødte planet er muligvis ikke mulig snart på grund af teknologiske begrænsninger, men Long mener, at yderligere ALMA-observationer af LkCa 15 kan give yderligere beviser, der understøtter hendes planetariske opdagelse.

Hun håber også, at hendes nye tilgang til at opdage planeter - med materiale, der fortrinsvis akkumuleres ved Lagrange-punkter - vil blive brugt i fremtiden af ​​astronomer.

"Jeg håber, at denne metode kan blive bredt vedtaget i fremtiden," siger hun. "Den eneste advarsel er, at dette kræver meget dybe data, da signalet er svagt." + Udforsk yderligere

Første nogensinde detektering af gas i en cirkumplanetær skive