Med hjälp av en ny teknik med en nästan infraröd spektrograf kopplad till ESO: s Very Large Telescope har astronomer kunnat studera planetbildande skivor runt unga solliknande stjärnor i oöverträffad detalj, vilket tydligt avslöjar rörelsen och fördelningen av gasen i de inre delarna på skivan. Astronomer använde en teknik som kallas 'spektro-astrometrisk avbildning' för att ge dem ett fönster in i de inre regionerna på skivorna där jordliknande planeter kan bildas. De kunde inte bara mäta avstånd så små som en tiondel avståndet mellan jorden och solen, utan också mäta gasens hastighet samtidigt. "Det här är som att gå 4,6 miljarder år tillbaka i tiden för att se hur planeterna i vårt eget solsystem bildades," säger Klaus Pontoppidan från Caltech, som ledde forskningen.
Pontoppidan och kollegor har analyserat tre unga analoger av vår sol som var och en är omgiven av en skiva med gas och damm från vilka planeter kan bildas. Dessa tre skivor är bara några miljoner år gamla och var kända för att ha luckor eller hål i dem, vilket indikerar regioner där dammet har rensats och möjliga närvaro av unga planeter. Men var och en av skivorna skiljer sig mycket från varandra och kommer sannolikt att resultera i mycket olika planetariska system. "Naturen gillar verkligen inte att upprepa sig själv," sade Pontoppidan.
För en av stjärnorna, SR 21, har en massiv jätteplanet som kretsar runt mindre än 3,5 gånger avståndet mellan jorden och solen skapat ett gap i skivan, medan för den andra stjärnan, HD 135344B, kan en möjlig planet kretsa runt 10 till 20 gånger jorden-solavståndet. Observationer av skivan som omger den tredje stjärnan, TW Hydrae, kan indikera förekomsten av en eller två planeter.
De nya resultaten bekräftar inte bara att gas finns i luckorna i dammet, utan gör det också möjligt för astronomer att mäta hur gasen fördelas på skivan och hur skivan är orienterad. I regioner där dammet verkar ha rensats är molekylgas fortfarande mycket rikligt. Detta kan antingen innebära att dammet har klumpat sig samman för att bilda planetembryon, eller att en planet redan har bildats och håller på att rensa gasen i skivan.
CRIRES, den nästan infraröda spektrografen som är ansluten till ESO: s Very Large Telescope, matas från teleskopet genom en adaptiv optikmodul som korrigerar för suddighetseffekten av atmosfären och så gör det möjligt att ha en mycket smal slits med en hög spektral spridning: spaltbredden är 0,2 bågsekund och den spektrala upplösningen är 100 000. Med spektroastrometri uppnås en ultimat rumslig upplösning som är bättre än 1 milli-bågsekund.
"Den speciella konfigurationen av instrumentet och användningen av adaptiv optik gör det möjligt för astronomer att genomföra observationer med denna teknik på ett mycket användarvänligt sätt: som en konsekvens kan spektro-astrometrisk avbildning med CRIRES nu rutinmässigt utföras," säger teammedlem Alain Smette, från ESO.
Källa: ESO: s pressmeddelande
