Vores undersøgelse af himlen afslører hemmelighederne om, hvordan planeter bliver født

Når vi ser ud til stjernerne, er det typisk ikke en længsel efter de fjerne dybder af det ydre rum, der driver os. Når vi kigger derud, ser vi virkelig tilbage på os selv. Vi forsøger at forstå vores plads i universets ufattelige vidder.

Et af de mest brændende spørgsmål, der driver os, er, hvor unikke vi er. Opstod liv kun her på Jorden, eller er vores galakse sammen med det?

Det allerførste skridt i at finde ud af det er at forstå, hvor speciel Jorden egentlig er - og i forlængelse heraf hele vores solsystem. Dette kræver viden om, hvordan solsystemer faktisk opstår. Og det er præcis, hvad mine kolleger og jeg er begyndt at afdække med en ny række undersøgelser af stjernedannende områder.

I de sidste årtier har astronomer set mere end 5.000 planeter omkring fjerne stjerner - såkaldte exoplaneter. Vi ved nu, at der er så mange planeter, at du kan se op til næsten enhver stjerne på nattehimlen og være næsten sikker på, at planeter kredser omkring den. Men hvordan ser disse planeter ud?

Den første planet, der blev opdaget omkring en stjerne, der ligner solen, kom som et chok for os. Det var en såkaldt varm Jupiter, en massiv gaskæmpe, der kredser om sin moderstjerne på en så stram bane, at længden af ​​et år kun er fire dage. Dette er en virkelig fremmed verden uden sidestykke i vores eget solsystem.

Fra denne første banebrydende opdagelse er astronomer gået videre og fundet tætpakkede systemer af superjorde, klippeplaneter, der er flere gange så massive som Jorden, såvel som fantastiske gasgiganter i århundredelange baner omkring deres moderstjerne. Af de mange planetsystemer, som vi har fundet, er ingen lig med vores eget solsystem. Faktisk er de fleste af dem ret forskellige.

For at forstå, hvordan alle disse forskellige systemer bliver til, er vi nødt til at vende os til begyndelsen. Og det er majestætiske skiver af støv og gas, der omgiver de yngste stjerner. Det er børnehaverne, som i sidste ende vil frembringe nye planetsystemer.

Disse skiver er enorme objekter, op til flere hundrede gange så lang som afstanden mellem Jorden og solen. Alligevel ser de ud til at være små på himlen. Dette skyldes, at selv de nærmeste, som praktisk talt er i vores galaktiske baghave, er mellem 600 og 1.600 lysår væk.

Det er en lille afstand, når man tænker på, at Mælkevejsgalaksen har en diameter på mere end 100.000 lysår, men det betyder stadig, at lys, den hurtigste ting i universet, tager op til 1.600 år om at nå os derfra.

Den typiske størrelse af en af ​​disse planetariske planteskoler, set fra Jorden, ville være en vinkel på 1 "bue-sekund" på himlen, hvilket svarer til en 3.600. del af en grad. For at sætte det i perspektiv er det som at prøve at observere en person, der står på toppen af ​​Eiffeltårnet fra 500 km væk i den hollandske hovedstad Amsterdam.

For at observere disse skiver har vi brug for de mest avancerede og største teleskoper. Og vi har brug for sofistikerede instrumenter, der kan korrigere for atmosfærisk turbulens, som slører vores billeder. Dette er ingen ringe ingeniørkunst, idet den seneste generation af instrumenter kun har været tilgængelig siden omkring et årti.

Nye resultater

Ved at bruge European Southern Observatorys "Very Large Telescope", VLT og Sphere extreme adaptive optikkamera er vi nu begyndt at undersøge nærliggende unge stjerner.

Vores team, bestående af forskere fra mere end ti lande, var i stand til at observere mere end 80 af disse unge stjerner i forbløffende detaljer – med vores resultater offentliggjort i en række artikler i tidsskriftet Astronomy and Astrophysics.

Alle billederne blev taget i nær infrarødt lys, usynligt for det menneskelige øje. De viser lyset fra de fjerne unge stjerner, da det reflekteres fra de små støvpartikler i skiverne. Dette støv er meget som sand på stranden og vil til sidst klumpe sig sammen for at danne nye planeter.

Det, vi fandt, var en forbløffende mangfoldighed af form og form af disse planetariske planteskoler. Nogle af dem har enorme ringsystemer, andre store spiralarme. Nogle af dem er glatte og rolige, og atter andre er fanget midt i en storm, da støv og gas fra de omgivende stjernedannende skyer regner ned over dem.

Selvom vi forventede noget af denne mangfoldighed, viser vores undersøgelse for første gang, at dette gælder selv inden for de samme stjernedannende regioner. Så selv planetsystemer, der dannes i det samme kvarter, kan se ganske forskellige ud fra hinanden.

At finde et så stort udvalg af skiver tyder på, at den enorme mangfoldighed i exoplaneter, der er opdaget indtil videre, er en konsekvens af dette brede spektrum af planetariske planteskoler.

I modsætning til solen har de fleste stjerner i vores galakse ledsagere, hvor to eller flere stjerner kredser om et fælles massecenter. Når vi så på stjernebilledet Orion, fandt vi ud af, at stjerner i grupper på to eller flere var mindre tilbøjelige til at have store planetdannende skiver end enlige stjerner. Dette er en nyttig ting at vide, når man er på jagt efter exo-planeter.

Et andet interessant fund var, hvor ujævne skiverne i denne region var, hvilket tyder på, at de kan være vært for massive planeter, der forvrider skiverne.

Det næste trin i vores forskning vil være at forbinde specifikke planeter med deres børnehaver, for at forstå, hvordan de forskellige systemer kan have dannet sig i detaljer. Vi ønsker også at zoome endnu tættere ind på de inderste områder af disse skiver, hvor jordiske planeter som vores egen Jord måske allerede er ved at dannes.

Til dette vil vi bruge den næste generation af teleskoper med "Extremely Large Telescope" i European Southern Observatory i spidsen, som lige nu er under opførelse i den chilenske Atacama-ørken.

Der er mange spørgsmål at besvare. Men takket være vores undersøgelse ved vi nu, at det allerførste skridt på den lange vej for livet at opstå er et fuldstændig smukt.

Leveret af The Conversation

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.