Sådan laver du en planet:Spitzer spotter en klump af hvirvlende planetmateriale

Astronomer har brugt NASAs Spitzer-rumteleskop til at skabe, hvad der sandsynligvis er det første billede af en planet i færd med at dannes. Denne nye verden, som i øjeblikket måler omkring Jupiters diameter, ligger 460 lysår fra Jorden i et turbulent kosmisk kvarter kendt som Oriontågen.

Billedet viser en ringformet ring af stof, der er omkring 13.000 gange større end vores solsystems Kuiperbælt, et koldt område af iskolde kroppe bag Neptun. Den nye planet er placeret langs den ene side af doughnutens indre hul.

Planeten er beliggende i en støvet kokon kendt som en protoplanetarisk skive, en hvirvlende hvirvel af gas og støv, hvorfra planeter er født. Skiven spreder sig udad fra midten, og planeten kredser om en ung, massiv stjerne, kendt som en protostjerne, i hjertet af strukturen.

Den nyopdagede planet menes at være mellem 1 million og 10 millioner år gammel, hvilket gør den til et spædbarn på kosmisk skala. Vores eget solsystem er omkring 4,6 milliarder år gammelt.

Observationer af unge stjerner omgivet af protoplanetariske skiver hjælper astronomer med bedre at forstå de tidlige faser af planetarisk dannelse - en fase, der indtil nu har været omgærdet af mystik. Disse nye resultater hjælper os med at forstå de processer, hvorved klippefyldte, terrestriske verdener som Jorden og enorme, gasformige verdener som Jupiter udviklede sig fra det samme oprindelige stof.

Planeten kredser omkring stjernen omkring 85 astronomiske enheder væk. En astronomisk enhed er afstanden fra Jorden til solen - omkring 93 millioner miles (150 millioner kilometer).

"Vi ser en planet i dets allermest begyndende dannelsesstadium," sagde John Bally fra University of Colorado, Boulder, hovedforfatter til et papir om opdagelsen, der vises i Astrophysical Journal. "Dette er beslægtet med at observere et menneskefoster. Vi er vidne til begivenheder, der kun finder sted under et meget kort vindue i et planetsystems liv."

Spitzer-observationerne er i overensstemmelse med modeller, der forudsiger, at det første trin i planetdannelsen opstår, når små støvkorn i en protoplanetarisk skive agglomererer for at danne større genstande på størrelse med småsten, som derefter kolliderer yderligere og danner stadig større kroppe kaldet planetesimaler og til sidst fuld- flygtige planeter.

Hvor nøjagtigt protoplanetariske skiver danner planeter er fortsat usikkert. En teori er, at når støvpartikler hvirvler rundt om protostjernen, støder de ind i hinanden og klæber sammen. Efterhånden som disse klumper vokser sig større, er de i stand til at samle mere materiale på grund af deres kraftige tyngdekraft, hvilket gør dem i stand til at feje endnu mere snavs op fra den omgivende skive, efterhånden som de vokser hurtigt.

Til sidst akkumulerer de nok masse til at danne protoplaneter. Over tid kolliderer disse protoplaneter med og tiltrækker tyngdekraften andre protoplaneter og danner klippekernerne på meget større planeter. Protoplaneterne oplever sandsynligvis hit-and-run-interaktioner, der lejlighedsvis slår dem ud af kurs, hvilket får dem til at styrte ind i andre, større kroppe. Disse kollisioner får protoplaneter til enten at splintre eller smelte sammen med de andre objekter. Over tid vil disse store nedslag skulpturere planeter til kugler og give dem deres stenede overflader.

En planets tæthed bestemmer, hvor mange flere kollisioner den vil opleve. Efterhånden som planeter bliver tættere, er de bedre til at trække objekter ind gennem tyngdekraftens tiltrækning.

Spitzers syn på dette begyndende planetsystem kan give kritisk indsigt i arten af ​​disse kollisioner. Forskerne mener, at den lyse "lysbue" modsat planeten i skiven antyder et katastrofalt nedslag, der involverer to andre protoplaneter, der sandsynligvis fandt sted for blot 100.000 år siden.

"Ved at studere disse tidlige planetbyggesten og processen, hvorved disse klumper vokser, forstår vi bedre de forhold, der giver anledning til planetarisk dannelse," sagde Bally.