Các nhà thiên văn học đã phát hiện ra, lần đầu tiên, các mặt trăng hình thành trong đĩa các mảnh vụn xung quanh một ngoại hành tinh lớn. Các nhà thiên văn học đã nghi ngờ trong một thời gian dài rằng đây là cách các hành tinh lớn hơn như Sao Mộc trong Hệ Mặt Trời của chúng ta có được các mặt trăng của chúng. Tất cả đều xảy ra xung quanh một ngôi sao rất trẻ tên là PDS 70, cách xa chòm sao Centaurus khoảng 370 năm ánh sáng.
Lần đầu tiên, chúng ta có thể thấy được những dấu hiệu nhận biết của một đĩa quanh hành tinh
Andrea Isella, Tác giả chính, Đại học Rice
Lý thuyết được chấp nhận về cách các hành tinh hình thành được gọi là giả thuyết tinh vân. Tất cả bắt đầu với sự hình thành của một ngôi sao trong một đám mây khí khổng lồ gọi là đám mây phân tử khổng lồ (GMC). Khi ngôi sao hình thành, đám mây được định hình thành một đĩa khí và bụi được làm phẳng được gọi là đĩa hình thành hành tinh, hay đĩa hoàn cảnh. Vật chất bắt đầu hợp lại thành các cụm trong đĩa này và các cụm này biến thành các hành tinh.
Nếu khối lượng của một hành tinh hình thành trong đĩa phát triển lớn hơn xấp xỉ 10 khối Trái đất, điều gì đó sẽ xảy ra. Do khối lượng của nó, hành tinh đó mở ra một khoảng trống trong đĩa hình thành hành tinh. Khi vật chất đi qua khoảng trống đó, nó có thể tiến gần đến hành tinh mà lực hấp dẫn của hành tinh thống trị lực hấp dẫn của ngôi sao chủ. Vật liệu đó sau đó bị mắc kẹt trong một đĩa hình tròn (CPD) xoay quanh hành tinh, giống như một đĩa trong một đĩa.
Phần lớn vật chất trong một đĩa quanh hành tinh được tích lũy vào hành tinh hình thành. Nhưng không phải tất cả. Các lực tương tự đã tạo ra các hành tinh ra khỏi đĩa hoàn cảnh đi làm. Họ có thể tạo ra các mặt trăng từ vật liệu quay trong đĩa quanh hành tinh.
Bây giờ, một nhóm các nhà thiên văn học đã phát hiện ra đĩa tròn này và các mặt trăng hình thành trong đó, lần đầu tiên.
Tác giả chính của nghiên cứu phác thảo những phát hiện này là Andrea Isella, nhà thiên văn học tại Đại học Rice ở Houston, Texas. Các phát hiện đã được công bố trong các thư của Tạp chí Vật lý thiên văn, và có tiêu đề Phát hiện ra sự phát xạ liên tục của máy nghiền liên tục với liên kết với các Protoplanets của thí sinh.
Các hành tinh có thể hình thành từ các đĩa khí và bụi xung quanh các ngôi sao mới hình thành và nếu một hành tinh đủ lớn, nó có thể tạo thành đĩa của riêng mình khi nó tập hợp vật chất trên quỹ đạo quanh ngôi sao, ông Is Isella nói. Chẳng hạn, Sao Mộc và các mặt trăng của nó là một hệ hành tinh nhỏ trong hệ mặt trời của chúng ta, và nó đã tin rằng các mặt trăng Sao Mộc được hình thành từ một đĩa quanh hành tinh khi Sao Mộc còn rất trẻ.
Tất cả đều xảy ra xung quanh ngôi sao PDS 70. Ngôi sao đó có trong tin tức khoảng một năm trước khi các nhà thiên văn học chụp được hình ảnh đầu tiên về một hành tinh mới hình thành trong một đĩa hoàn cảnh. Hành tinh đó được gọi là PDS 70b. Phát hiện đó là tin tức lớn vào thời điểm đó, vì lý do tốt.
PDS 70b không phải là hành tinh duy nhất quay quanh ngôi sao. Có một hành tinh khác, PDS 70c, cũng trên quỹ đạo, và họ là cả hai người khổng lồ khí. Cả hai hành tinh này đều được phát hiện bởi Kính viễn vọng rất lớn (EST) của Đài thiên văn Nam châu Âu (EST) trong quang học và hồng ngoại. Ánh sáng ấm áp của hydro tích tụ vào cặp hành tinh là thứ đã cho chúng đi.
Nhóm nghiên cứu đã kết hợp các quan sát VLT với các quan sát vô tuyến mới từ Atacama Large Millimét / Sub-Millim Array (ALMA.) Kết quả là bằng chứng thuyết phục về một đĩa tiền đạo xung quanh ngôi sao ngoài cùng, PDS 70c.
Lần đầu tiên, chúng ta có thể thấy các dấu hiệu nhận biết của một đĩa quanh hành tinh, giúp hỗ trợ nhiều lý thuyết hiện tại về sự hình thành hành tinh, ông Aaron Isella, tác giả chính cho biết.
Bằng cách so sánh các quan sát của chúng tôi với các hình ảnh hồng ngoại và quang học có độ phân giải cao, chúng ta có thể thấy rõ rằng một nồng độ hạt bụi nhỏ khó hiểu thực sự là một đĩa bụi của hành tinh, tính năng đầu tiên được quan sát một cách thuyết phục, ông nói. Theo các nhà nghiên cứu, đây cũng là lần đầu tiên một hành tinh được nhìn thấy rõ ràng trong ba dải ánh sáng riêng biệt này.
Một câu hỏi được trả lời, một câu hỏi khác
PDS 70b và c hiển thị các đặc điểm khác nhau và nhóm đằng sau nghiên cứu này không chắc chắn chính xác ý nghĩa của nó.
Đây là gì và ý nghĩa của hệ thống hành tinh này chưa được biết đến.
Andrea Isella, Tác giả chính, Đại học Rice
PDS 70c, ngôi sao ngoài cùng của cặp đôi, cách xa ngôi sao của nó như sao Hải Vương đến từ Mặt trời. Nó ở một vị trí chính xác giống như một nút bụi rõ ràng được thấy trong dữ liệu ALMA. Vì hành tinh này đang tỏa sáng rực rỡ trong các dải ánh sáng hồng ngoại và hydro, các nhà thiên văn học có thể nói một cách thuyết phục rằng một hành tinh được hình thành đầy đủ đã ở trên quỹ đạo ở đó. Các dải hồng ngoại và hydro sáng cho thấy khí gần đó vẫn đang được tích tụ trên bề mặt hành tinh, hoàn thành sự phát triển của thanh thiếu niên.
Các nhà thiên văn học ước tính rằng PDS 70c gấp khoảng 1 đến 10 lần khối lượng của Sao Mộc. Nếu hành tinh này nằm ở phần cuối của ước tính lớn hơn, thì nó hoàn toàn có thể có những mặt trăng có kích thước hành tinh được hình thành xung quanh nó, Isella lưu ý.
Nhưng PDS 70b có một cái gì đó khác đang diễn ra. Các hành tinh đó, có cùng khoảng cách với ngôi sao của nó với Sao Thiên Vương đến từ Mặt trời, có một khối bụi bám sau nó như một cái đuôi. Và các nhà thiên văn học aren chắc chắn làm thế nào nó phù hợp.
Đây là gì và ý nghĩa của hệ thống hành tinh này vẫn chưa được biết đến, ông Isella nói. Điều kết luận duy nhất mà chúng ta có thể nói là nó đủ xa hành tinh để trở thành một tính năng độc lập.
Các nhà thiên văn học khá chắc chắn rằng quá trình họ có thể thấy diễn ra xung quanh PDS 70c là quá trình tương tự để tạo ra các mặt trăng Sao Mộc. Tuy nhiên, điều đáng chú ý là Hệ mặt trời khổng lồ khác của chúng ta khác với Sao Mộc. Các mặt trăng Saturn có lẽ được tạo ra do một đĩa tròn, nhưng các vòng băng của nó có thể được tạo ra bởi sao chổi và các vật thể đá khác đâm vào nhau.
Các hệ thống ngoại hành tinh này rất khó quan sát trong ánh sáng quang học và hồng ngoại. Năng lượng từ ngôi sao trong các phần của quang phổ nhấn chìm ánh sáng từ các hành tinh. Nhưng không phải cho ALMA.
ALMA tập trung vào sóng vô tuyến và các ngôi sao chỉ phát ra sóng vô tuyến yếu. Nhóm nghiên cứu nói rằng họ có thể tiếp tục quan sát hệ thống PDS 70 bằng ALMA để xem khi nó thay đổi và phát triển.
Điều này có nghĩa là chúng tôi sẽ có thể quay lại hệ thống này vào các khoảng thời gian khác nhau và dễ dàng hơn trong việc lập bản đồ quỹ đạo của các hành tinh và nồng độ bụi trong hệ thống, Isella kết luận. Điều này sẽ cung cấp cho chúng ta những hiểu biết độc đáo về các đặc tính quỹ đạo của các hệ mặt trời trong các giai đoạn phát triển đầu tiên của chúng.
Việc phát hiện ra đĩa tròn này và các mặt trăng có thể hình thành trong đó rất thú vị theo cách riêng của họ, nhưng cách nhóm nghiên cứu tìm thấy đĩa cũng hứa hẹn cho tương lai. Trong khi những người khác đã được tìm thấy, nghiên cứu này là thuyết phục nhất.
Có một số ít các hành tinh ứng cử viên đã được phát hiện trong các đĩa, nhưng đây là một lĩnh vực rất mới và tất cả chúng vẫn còn đang được tranh luận, chuyên gia Is Is cho biết. Giáp (PDS 70 b và PDS 70 c) là những người mạnh mẽ nhất vì đã có những quan sát độc lập với các dụng cụ và kỹ thuật khác nhau.
Trong phần kết luận của bài báo, các tác giả cho biết, chúng tôi cho rằng các quan sát quang học, NIR và (phụ) milimet rất bổ sung vì chúng thăm dò các khía cạnh khác nhau của các quá trình bồi tụ hành tinh và bị ảnh hưởng bởi các lỗi hệ thống khác nhau. Họ cũng lưu ý rằng một mình ALMA có thể thực hiện công việc. Bằng cách kết hợp các quan sát khác nhau, họ đã mở các ngoại hành tinh này và các đĩa của họ để nghiên cứu chi tiết hơn.
Từ nghiên cứu: Từ Khi ALMA và các kính viễn vọng quang học hiện tại đang đạt đến khả năng chụp ảnh đầy đủ của họ, các quan sát sắp tới của các đĩa hoàn cảnh gần đó được đặc trưng bởi các lỗ hổng và khoảng trống giống như các quan sát trong PDS 70 có thể cho thấy nhiều hành tinh sơ sinh tương tác với đĩa đệm của chúng. Những quan sát như vậy là cơ bản để điều tra các quá trình chịu trách nhiệm hình thành các hệ hành tinh.
Nguồn:
- Thông cáo báo chí: disk Đĩa chu vi hình thành mặt trăng được phát hiện trong hệ thống sao xa
- Thông cáo báo chí: Đĩa hình mặt trăng được phát hiện xung quanh hành tinh xa xôi
- Tài liệu nghiên cứu: Phát hiện phát xạ liên tục của máy nghiền liên tục với các protoplanet của thí sinh
