Astronomer har tagit ett steg närmare för att ta reda på hur planetariska system bildas med upptäckten av den ”yngsta” planeten som någonsin hittats. Detta är den första direkta bilden av en planet i processen att bilda, och data indikerar att planeten fortfarande är sammansatt av gas och damm som faller i dess kopplingar från ett svalare kuvert som omger den.
Den heta protoplaneten kretsar runt en stjärna som har en massa som kan jämföras med vår sol, och är det yngsta planetsystemet som någonsin har identifierats, med LkCa 15 åldern vid 2 miljoner år, "Vi har verkligen stjärnan och inte planeten," sa Michael Irland, en föreläsare i astrophotonics vid Australian Astronomical Observatory. "Stjärns ålder bestämdes av många människor som studerade gravitationssammanträdet av både LkCa 15 och alla de andra stjärnorna i Taurus-stjärnbildande regionen, som bildades nästan samtidigt."
Observationerna gjordes av astronomer från University of Hawaii och det australiensiska astronomiska observatoriet med hjälp av de tvätta 10-meters Keck-teleskopen som var belägna på toppen av Hawaiis sovande vulkan från Mauna Kea.
I decennier har astronomer varit medvetna om att många unga stjärnor som peppar universum är höljda av moln med gas och damm. Och sedan denna insikt har de tagit hjälp av kraftfulla infraröda rymdobservatorier som NASA: s Spitzer Space Telescope för att kika in i dammiga kosmiska områden som är dolda från optiska teleskoper.
Hittills har forskare inte haft turen att fånga observationer av nya planeter som bildar sig runt dessa unga stjärnor, men tack vare ansträngningen av adaptiv optik i kombination med 'bländarmaskerinterferometri' som gör det möjligt för astronomer att lösa dammskivor runt stjärnor utan att hindra bländande stjärnbelysning, avbildning LkCa 15b blev möjlig. "Det är som om vi har en mängd små speglar," sade Adam Kraus från University of Hawaiis Institute for Astronomy. "Vi kan manipulera ljuset och avbryta snedvridningar."
Astronomerna har gjort den smarta tekniken funktionsduglig sedan 2008, vilket gjorde det möjligt för dem att söka efter luckor mellan stjärnor och deras protoplanetära dammskivor där de tänkte att planeterna troligtvis lurar. 2009 belönades de för sina ansträngningar när LkCa 15 b presenterade sig kramar sin stjärna, fortfarande ljus från energin från dess bildning. "LkCa 15 var bara vårt andra mål och vi visste genast att vi såg något nytt," sade Kraus. "Vi kunde se en svag punktkälla nära stjärnan, så att vi tänkte att det kan vara en Jupiter-liknande planet åkte vi tillbaka ett år senare för att få mer data."
Denna heta, unga värld ger en bild av den fängslande planeten i helvetet.
"Protoplanet värms upp av sin gravitationskontraktionenergi," sade Irland. ”Gravitationspotentialenergi räcker för att göra en lastbils bromsar riktigt heta när det går för ett berg ner för snabbt. Den potentiella energin från en hel planet som tappas på sig själv räcker för att få den att glödas röd het i miljoner år. Planeten är mer än 1000 grader Celsius - att mäta temperaturen mer exakt är ett av våra mål nästa år. Damm och gas värms mestadels av strålningsfältet för stjärnan och planeten och når i jämvikt en temperatur på mindre än 100 kelvin [-170 grader Celsius]. ”
Men när den unga planeten drar in mer gas och damm på sig själv, kan astronomerna bara gissa hur stor denna avlägsna värld kan bli. "Den stora yttre skivan runt LkCa 15 har fortfarande cirka 55 Jupiter-massor av material kvar i den," sade Irland. ”Det är mycket svårt att uppskatta hur mycket av detta material som kan hamna på LkCa 15 b. Om banan är nästan cirkulär, och det bara finns en planet, tror jag att bara en mycket liten bråkdel av denna fråga kan hamna som en del av LkCa 15 b. Om jag var tvungen att gissa, skulle jag säga cirka 10 gånger massan av Jupiter för en slutmassa, med en liten omloppsvandring till en närmare bana. Men vi kommer att få en bättre uppfattning om detta under de kommande åren med nya teoretiska modeller och efter att vi ser mer av planets omloppsbana. "
Lagets papper kan hittas här.
