Bildkredit: NASA / JPL
I juni meddelade forskare från University of Rochester att de hade lokaliserat en potentiell planet runt en annan stjärna så ung att den trotsade teoretikernas förklaringar. Nu stöder ett nytt team av Rochester-planetbildningsspecialister de ursprungliga slutsatserna och säger att de har bekräftat att hålet som bildats på stjärnans dammiga skiva mycket väl kunde ha bildats av en ny planet. Resultaten har konsekvenser för att få insikt i hur vårt eget solsystem kom till, liksom för att hitta andra möjligen bebodda planetariska system i vår galax.
"Uppgifterna antyder att det finns en ung planet där ute, men hittills har inga av våra teorier vettigt med uppgifterna för en planet så ung," säger Adam Frank, professor i fysik och astronomi vid University of Rochester. ”Å ena sidan är det frustrerande; men å andra sidan är det väldigt coolt eftersom Mother Nature just har gett oss planeten och vi måste ta reda på hur det måste ha skapats. "
På ett spännande sätt avslöjade Frank, Alice Quillen, Eric Blackman och Peggy Varniere från det ursprungliga teamets uppgifter att planeten troligen var mindre än de flesta extrasolplaneter som hittills hittats - ungefär storleken på Neptun. Uppgifterna antydde också att denna planet är ungefär samma avstånd från sin moderstjärna som vår egen Neptune är från solen. De flesta extra-solplaneter som hittills hittats är mycket större och kretsar extremt nära deras moderstjärna.
Det ursprungliga Rochester-teamet, ledat av Dan Watson, professor i fysik och astronomi, använde NASA: s nya Spitzer-rymdteleskop för att upptäcka ett gap i dammet som omger en ny stjärna. De kritiska infraröda "ögonen" av det infraröda teleskopet designades delvis av fysik- och astronomiprofessorer Judith Pipher, William Forrest och Watson, ett team som har varit bland världens ledare för att öppna det infraröda fönstret för universum. Det var Forrest och Pipher som var de första amerikanska astronomerna som vände en infraröd uppsättning mot himlen: 1983 monterade de en prototyp infraröd detektor på universitetets teleskop i det lilla observatoriet ovanpå Wilmot Building på campus och tog den första- ständigt teleskopiska bilder av månen i det infraröda, ett våglängdsområde av ljus som är osynligt för blotta ögat såväl som för de flesta teleskop.
Det upptäckta gapet signalerade starkt närvaron av en planet. Dammet i skivan är varmare i mitten nära stjärnan och strålar så ut det mesta av sitt ljus på kortare våglängder än de svalare yttersta delarna av skivan. Forskarteamet fann att det fanns en plötslig brist på ljus som strålar ut vid alla korta infraröda våglängder, vilket tyder starkt på att den centrala delen av disken var frånvarande. Forskare känner till bara ett fenomen som kan tunnla ett så tydligt "hål" på disken under stjärnans korta livstid - en planet som är minst 100 000 år gammal.
Denna möjlighet till en planet i storleksordningen bara 100 000 till en halv miljon år möttes av skepsis av många astronomer eftersom ingen av de ledande planetbildningsmodellerna tycktes möjliggöra en planet i denna tid. Två modeller representerar de ledande teorierna om planetbildning: kärnanslutning och gravitationsinstabilitet. Kärnanslutning antyder att dammet från vilket stjärnan och systemet bildar börjar klumpa sig samman till granuler och att granulaten klumpar sig in i stenar, asteroider och planetoider tills hela planeter bildas. Men teorin säger att det borde ta ungefär 10 miljoner år för en planet att utvecklas på detta sätt - alldeles för länge för att redogöra för den halv miljon år gamla planeten som hittats av Watson.
Omvänt antyder den andra ledande teorin om planetbildning, gravitationsinstabilitet, att hela planeter kan bildas väsentligen i ett sväng när det ursprungliga gasmolnet dras samman av sin egen tyngdkraft och blir en planet. Men medan denna modell antyder att planetbildning kan ske mycket snabbare - i storleksordning av århundraden - verkar densiteten på dammskivan som omger stjärnan vara för gles för att stödja denna modell heller.
"Även om det inte passar någon av modellerna, har vi trasiga siffrorna och visat att ja, faktiskt, det hålet i den dammskivan kunde ha bildats av en planet," säger Frank. ”Nu måste vi titta på våra modeller och ta reda på hur den planeten kom dit. I slutet av allt hoppas vi att vi har en ny modell och en ny förståelse för hur planeter blir. ”
Denna forskning finansierades av National Science Foundation.
Originalkälla: University of Rochester News Release
