Џиновска егзопланета, десет пута већа од Јупитера, скривена у звезданој прашини

Астрономи су уочили планету огромних размера, која би могла бити и до десет пута већа од Јупитера, како израња из звездане магле која окружује младу звезду. Ранија посматрања звезде МП Мус (познате и као ПДС 66), старе око 13 милиона година и удаљене око 280 светлосних година, нису успела да открију значајније детаље у вртложном облаку гаса и прашине протопланетарном диску који је окружује.

Међутим, када су астрономи поново анализирали наизглед безлични протопланетарни диск ове звезде користећи обједињене податке из телескопа "Atakama Large Millimeter/submillimeter Array" (АЛМА) и мисије Европске свемирске агенције Гаја, открили су да МП Мус, ипак, није тако усамљена.

Тим је детектовао огромног гасовитог џина у протопланетарном диску МП Муса, који је до тада био скривен. Ово представља први пут да је Гаја открила егзопланету – планету изван Сунчевог система – унутар протопланетарног диска, тј. диска материјала око младих звезда из којих настају планете.

Таква открића су до сада била изузетно тешка због сметњи изазваних гасом и прашином унутар диска. Пре овог открића, астрономи су забележили само три поуздане детекције планета унутар протопланетарних дискова.

Ово ново откриће могло би помоћи астрономима да лакше уоче новонастале планете око младих звезда.

Младе егзопланете улазе у „ритам“

Планете се формирају унутар протопланетарних дискова кроз процес познат као акреција језгра, када се све веће честице међусобно спајају под утицајем гравитације, формирајући планетесимале, астероиде и на крају планете.

Како материјал из диска бива „прогутан“ овим процесом, нове планете почињу да усецају канале у диску – налик браздама на винил плочи.

Када је овај тим 2023. године први пут посматрао протопланетарни диск око МП Муса помоћу АЛМА телескопа, очекивали су да ће управо такве структуре и видети, али их није било.

„Прво смо посматрали ову звезду у тренутку када смо већ знали да већина дискова има прстенове и празнине и надао сам се да ћемо код МП Муса уочити неке карактеристике које би указивале на постојање планете или планета“, рекао је вођа тима Алваро Рибас из Института за астрономију Универзитета у Кембриџу.

Уместо тога, тим је затекао наизглед усамљену звезду окружену једноличним диском гаса и прашине без икаквих трагова формирања планета.

„Наша ранија посматрања приказала су досадан, раван диск. Али то нам је било чудно, јер је диск стар између седам и десет милиона година. У диску те старости, очекивали бисмо бар неки доказ формирања планета“, рекао је Рибас.

Заинтригирани, тим је одлучио да поново погледа МП Мус, користећи АЛМА, али овога пута на дужим таласним дужинама светлости. То им је омогућило дубље посматрање диска и открило шупљину близу младе звезде, као и још две „рупе“ даље у диску – које нису биле видљиве у претходним посматрањима.

Додатни докази о планетарном пратиоцу МП Муса ускоро су уследили.

Више од пуког првенца за мисију Гаjа

Док су Aлваро Рибас и његове колеге проучавали МП Мус помоћу АЛМА телескопа, истраживач Европске јужне опсерваторије (ЕСО) Мигел Виоке је посматрао ову младу звезду помоћу сада пензионисаног свемирског телескопа Гаjа, намењеног за праћење звезда.

Оно што је Виоке открио јесте да ова млада звезда „поскакује“, односно да се благо љуља.

То је ефекат који се обично тумачи као гравитационо повлачење звезде од стране планете у њеној орбити. Међутим, Виоке је знао да протопланетарни диск МП Муса до тада није показивао знаке присуства планета.

„Моја прва реакција била је да сам сигурно погрешио у прорачунима, јер се за МП Мус знало да има диск без икаквих карактеристика. Управо сам проверавао своје прорачуне када сам видео да Алваро држи предавање о прелиминарним резултатима који приказују новооткривену унутрашњу шупљину у диску, што је значило да је љуљање које сам детектовао стварно и да је врло вероватно изазвано формирањем планете“, објаснио је Виоке.

Истраживачи су затим удружили снаге, комбинујући податке Гаие и АЛМА телескопа уз помоћ компјутерског моделирања, како би закључили да љуљање вероватно изазива гасовити џин масе између три и десет пута веће од масе Јупитера.

Ова огромна планета изгледа да кружи око МП Муса на удаљености између једне и три астрономске јединице (удаљеност Земље од Сунца чини једну астрономску јединицу).

„Наш модел је показао да, ако поставите џиновску планету унутар новооткривене шупљине, можете објаснити и сигнал који долази од Гаје. А коришћењем дужих таласних дужина у АЛМА телескопу могли смо да видимо структуре које раније нису биле видљиве“, рекао је Рибас.

Осим што је ово први пут да је Гаја открила планету унутар протопланетарног диска, ово је уједно и први пут да је егзопланета, скривена унутар диска, откривена индиректно – комбиновањем прецизних података о кретању звезда из мисије Гаја са дубинским осматрањима диска помоћу АЛМА телескопа.

„Верујемо да је управо то један од разлога зашто је тешко детектовати младе планете унутар протопланетарних дискова – јер смо у овом случају морали да користимо податке мисија АЛМА и Гаја заједно“, рекао је Рибас.