Astronomové zachycují vůbec první fotografii dětské planety, která se narodila ve tmě

Astronomové zachytili něco mimořádného: vůbec první přímá fotografie dětské planety rostoucí uvnitř zaprášeného prstenu kolem mladé hvězdy.

Pomocí špičkové adaptivní optiky tým detekoval zářící vodíkový plyn proudící do kojeneckého světa a v podstatě ho chytil v polovině narození.

První detekce rostoucího exoplanetu

Astronomové poprvé identifikovali mladou planetu stále v procesu růstu nad naší sluneční soustavou. Kojenecká svět sedí v rámci vymazané mezery uvnitř vícezrnného disku prachu a plynu, který obklopuje jeho hostitelskou hvězdu.

Objev byl proveden tým vedený Astronomem University of Arizona Laird Close a Richelle Van Capelleveen, postgraduální studentka Leiden Observatory v Nizozemsku. K pohledu na tuto nepolapitelnou planetu vědci použili některé z nejpokročilejších adaptivních optických nástrojů na světě, včetně systému Magao-X University of Arizona v Magellan Telescope v Chile, velkého binokulárního dalekohledu v Arizoně a Evropské jižní observatory. Velmi velký dalekohled v Chile. Jejich zjištění se objevují v The Astrofyzikální dopisy.

Astronomové dlouho studovali desítky těchto disků vytvářejících planetu kolem mladých hvězd. Mnoho mezer podobných prstencům, které naznačují, že skryté světy mohou zametat, čistící cesty podobně jako sněhový pluh odsune sníh. Pouze asi tři mladé protoplanety však byly kdy přímo pozorovány a všechny byly nalezeny blízko jejich hvězd, v prostoru mezi samotnou hvězdou a okrajem okolního disku. Až do tohoto průlomu nebyly žádné protoplanety potvrzeny uvnitř temných, dobře definovaných mezer, které roky zaujaly vědce.

Dlouhodobé vědecké tajemství vyřešeno

„Desítky teoretických článků byly napsány o těchto pozorovaných mezerách na disku způsobené protoplanety, ale do dnešního dne nikdy nikdo nenašel definitivní,“ řekl Close, profesor astronomie na Arizonské univerzitě. Zjistil Discovery „velkým problémem“, protože absence objevů planety na místech, kde by měli být, přiměla mnoho lidí ve vědecké komunitě, aby vyvolali alternativní vysvětlení pro vzorec prstenců a mezery nalezených na mnoha protoplanetárních discích.

„Byl to bod napětí, vlastně v literatuře a v astronomii obecně, že máme tyto opravdu tmavé mezery, ale nemůžeme v nich detekovat slabé exoplanety,“ řekl. „Mnoho z nich pochybovalo, že protoplanety mohou tyto mezery provést, ale teď víme, že ve skutečnosti mohou.“

Lekce z narození naší vlastní sluneční soustavy

Před 4,5 miliardami let naše sluneční soustava začala jako takový disk. Když se prach spojil do shluků, nasával kolem nich plyn, začaly se vytvářet první protoplanety. Jak přesně se však tento proces rozvinul, je však stále do značné míry záhadou. Astronomové se podívali na jiné planetární systémy, které jsou stále v plenkách, známé jako disky vytvářející planetu nebo protoplanetární disky.

Closeův tým využil adaptivní optiky, jednoho z nejúžasnějších svého druhu na světě, vyvinuté a postavené blízkými muži Jared a jejich studenty. Muži jsou přidruženým astronomem na Steward Observatory a hlavním vyšetřovatelem Magao-X. Magao-X, který znamená „Magellan Adaptive Optics System Extreme“, dramaticky zlepšuje ostrost a rozlišení obrazů dalekohledu kompenzací atmosférických turbulence, jev, který způsobuje blikání a rozmazání hvězd a astronomové se obávají.

Skrytá planeta sondy s vodíkovým světlem

Je podezření, že by se měly skrývat neviditelné planety v mezerách protoplanetárních disků, Closeův tým prozkoumal všechny disky mezerami a sondoval je pro konkrétní emise viditelného světla známého jako vodíkové alfa nebo h-alfa.

„Jak se planety tvoří a rostou, nasávají vodíkový plyn ze svého okolí a jak na ně plyn klesá jako obrovský vodopád přicházející z vesmíru a zasáhne povrch, vytváří extrémně horký plazmaCož zase vyzařuje tento konkrétní podpis světelného světla H-Alfa, “vysvětlil Close.„ Magao-X je speciálně navržen tak, aby hledal vodíkový plyn padající na mladé protoplanety, a tak je můžeme detekovat. “

Objev v systému WISPIT-2

Tým použil 6,5 metrů Magellan Telescope a Magao-X ke sondu WISPIT-2, diskové van Capelleveen nedávno objevené pomocí VLT. Při pohledu na h-alfa světla zasáhla Closeova skupina zlata. Uvnitř mezery mezi dvěma kroužky z protoplanetární disk kolem hvězdy. Kromě toho tým pozoroval druhou kandidátskou planetu uvnitř „dutiny“ mezi hvězdou a vnitřním okrajem prachu a plynového disku.

„Jakmile jsme zapnuli adaptivní optický systém, planeta vyskočila přímo na nás,“ řekl Close, který to nazval jedním z důležitějších objevů ve své kariéře. „Poté, co kombinoval dvě hodiny, to se prostě objevilo.“

Časné ozvěny Jupiter a Saturn

Podle Close je planeta označená WISPIT 2B velmi vzácným příkladem protoplanetu v procesu narůstání materiálu na sebe. Její hostitelská hvězda, WiSPIT 2 je podobná slunci a přibližně stejné hmotnosti. Kandidát vnitřní planety, nazvaný CC1, obsahuje asi devět jupiterových hmot, zatímco vnější planeta, WisPit 2B, váží asi pět jupiterových hmot. Tyto masy byly částečně odvozeny z tepelného infračerveného světla pozorovaném 8,4 metrů velkým binokulárním dalekohledem na Mount Graham v jihovýchodní Arizoně pomocí postgraduálního studenta astronomie Gabriel Weable.

„Je to trochu jako to, jak by náš vlastní Jupiter a Saturn vypadali, když byli 5 000krát mladší, než jsou nyní,“ řekl Weible. „Planety v systému WISPIT-2 se zdají být asi 10krát masivnější než naše vlastní plynové giganty a více se šíří. Celkový vzhled však pravděpodobně není tak odlišný od toho, co by nedaleký„ mimozemský astronom “mohl vidět na„ dětském obrazu “naší sluneční soustavy pořízené před 4,5 miliardami let.“

Mapování oběžné dráhy a prstencových struktur

„Náš adaptivní optický systém Magao-X je optimalizován jako nikdo jiný, aby dobře fungoval na vlnové délce H-alfa, takže můžete oddělit jasné hvězdné světlo od slabého protoplanetu,“ řekl Close. „Kolem WiSPIT 2 pravděpodobně máte dvě planety a čtyři prsteny a čtyři mezery. Je to úžasný systém.“

CC1 může obíhat na asi 14-15 astronomických jednotkách-s jedním Au rovnajícím se průměrné vzdálenosti mezi sluncem a zemí, která by ji umístila na půli cesty mezi Saturn a UranPokud by to bylo součástí naší sluneční soustavy, podle Close. WISPIT-2B, planeta, která vyřezává mezeru, je dále venku na asi 56 AU, což by v naší vlastní sluneční soustavě dalo dobře kolem oběžné dráhy Neptunekolem vnějšího okraje Kuiper pás.

Potvrzení objevu v infračerveném

Druhý článek publikovaný paralelně a vedený van Capelleveenem a University of Galway podrobně popisuje detekci planety v infračerveném světelném spektru a objevení vícezrnného systému s adaptivní optický systém s koulí VLT.

„Abychom viděli planety v době prchavé doby své mládí, musí astronomové najít mladé diskové systémy, které jsou vzácné,“ řekl Van Capelleveen, „protože to je jednou, že by bylo opravdu jasnější a tak detekovatelné.

Prozkoumejte dále: Poprvé astronomové vidí, že dětská planeta stále září od narození

Reference:

“Wide Separation Planets in Time (WISPIT): Discovery or a Gap Hα Protoplant WISPIT 2b white MagAO-X” by Laird M. of Capeel F. of Capeeling life, Ceviner, Sebastian Y. Group, Ilya Ilyin, Ilya Ilyin, Ilya Ilyin, Ilya Ilyin, Matthew A. Kenworthy, Jiilin Li, Joseph D. Long, Steve Erteven, Christian, Aycia J. Weinberg, Kate Fullette, Joshua Liberman, pan Jay Kie Geny, mluvení, Rne Doyon, Apay, Rene Doyon, Vicle Vicor, Vicle Vicor Gasho, Kyle Vicor Gasho, Laur, Laur, Laur, Laur, Laurin, Laur, Laur, Lauren, Laur, Lauren, LAUREN, LAUREN, LAUREN, LAUREN, LAUREN, LAUREN, LAUREN, LAUREN, LAUREN, LAUREN, LAUREN, LAUREN, LAUREN, LAUREN, LAUREN, LAUREN Schatz, Alcob Wu, Jacob Isbell, Jenny Power, Emmeline Cloron, Ellena Tonucci a Matthias Mars26. srpna 2025, Dopisy astrofyzikálního časopisu.
Doi: 10,3847/2041-8213/ADF7A5

“WIde Separation Planets In Time (WISPIT): A Gap-clearing Planet in a Multi-ringed Disk around the Young Solar-type Star WISPIT 2” by Richelle F. van Capelleveen, Christian Ginski, Matthew A. Kenworthy, Jake Byrne, Chloe Lawlor, Dan McLachlan, Eric E. Mamajek, Tomas Stolker, Myriam Benisty, Alexander J. Bohn, Laird M. Close, Carsten Dominik, Sebastiaan Haffert, Rico Landman, Jie MA, Ignas Snellen, Ryo Tazaki, Nienke van der Marel, Lukas Welzel a Yapeng Zhang, 26. srpna 2025,, 26. srpna 2025, Dopisy astrofyzikálního časopisu.
Doi: 10,3847/2041-8213/ADF721

Tento výzkum byl částečně podpořen grantem od NASA Program Exoplanet Research Program. Magao-X byl částečně vyvinut grantem americké národní vědecké nadace a velkorysou podporou Nadace Heising-Simons Foundation.

Nikdy nezmeškáte průlom: Připojte se k zpravodaji Scitechdaily.