Taiteilijan näkemys AB Chariotista b. (NASA, ESA, Joseph Olmsted/STScI) Vielä muodostumassa olevan kaasujättiläisen eksoplaneetan löytäminen voi muuttaa ymmärrystämme planeettojen muodostumisesta.
Oletettu protoplaneetta on saanut nimekseen AB Aurigae b, ja se näyttää muodostuvan suurella etäisyydellä tähdestään, AB Aurigaesta, ja yhdistyvän melko epätavallisella tavalla.
Todisteet viittaavat siihen, että planeetta muodostuu kaasupilvien ylhäältä alas suuntautuvan painovoiman romahtamisen kautta, eikä yleisemmin hyväksytyn alhaalta ylös -mallin kautta, jossa planeetat muodostuvat pölyn ja kivien asteittaisesta kerääntymisestä.
Tämä tukee käsitystä, että planeettojen muodostumiseen on useita polkuja, mikä viittaa Linnunradan planeettajärjestelmien rikkaaseen ja ihmeelliseen monimuotoisuuteen.
AB Aurigaea on tutkittu intensiivisesti viime vuosina. Se on hyvin nuori tähti, joka vielä muodostaa itseään, enintään 5 miljoonaa vuotta vanha (Aurinko on 4,6 miljardia vuotta vanha).
Tähteä ympäröi edelleen paksu, myrskyinen kaasu- ja pölykiekko. Kun prototähti kasvaa, tämä kaasu ja pöly ruokkivat tätä kasvua. Koska tähti on suhteellisen lähellä – vain 508 valovuoden päässä – se on erinomainen laboratorio planeettajärjestelmän muodostumisen tutkimiseen.
Se, mikä levystä jää jäljelle, muodostaa muita elementtejä, jotka muodostavat planeettajärjestelmän – planeetat ja pienemmät esineet, kuten asteroidit, kääpiöplaneetat, komeetat ja muut kivet. Nykyisen käsityksemme mukaan planeettojen muodostumisesta nämä pienemmät esineet voivat alkaa muodostaa planeettoja niin sanotussa ydinakkretion mallissa.
Tässä mallissa pölyn ja kaasun protoplanetaarisessa kiekossa olevat kivenpalat tarttuvat toisiinsa ensin sähköstaattisten voimien, sitten painovoiman vaikutuksesta, muodostaen yhä suuremman kappaleen ja rakentaen planeetan alhaalta ylöspäin. Tuloksena olevalla eksoplaneetalla on kiinteä ydin, joka muodostuu suhteellisen viileäksi ja himmeäksi.
Toinen planeetan muodostumisen malli tunnetaan levyn epävakausmallina. Jotta planeetta muodostuisi tällä tavalla, jäähtyvä protoplanetaarinen kiekko aiheuttaa gravitaatiosta epävakautta ja hajoaa. Osa levystä romahtaa sitten painovoimaisesti suoraan kaasujättiläiseksi. Tässä mallissa eksoplaneetalla ei ole kiinteää ydintä, ja se muodostuu kuumemmaksi ja kirkkaammaksi.
Se, mitä tapahtuu AB Aurigaen, prototähden, jonka massa on noin 2,4 kertaa Auringon massa, kiekossa, on ollut vaikea saada selville.
Ensin tähtitieteilijät luulivat nähneensäeksoplaneetan muodostuminensamankaltaisella etäisyydellä kuin Neptunus. Tämän tulkinnan kyseenalaistivat myöhemmin muut tähtitieteilijät, jotka sanoivat kohteenvoisi olla toinen tähti.
Uudessa tutkimuksessa, jota johti astrofyysikko Thayne Currie Japanin Subaru-teleskoopin kansallisesta tähtitieteellisestä observatoriosta, tutkijaryhmä käytti Subarua ja Hubble-avaruusteleskooppia tehdäkseen tarkempia havaintoja tähdestä.
Havainnot paljastivat levyssä kokkaran ja muita piirteitä, jotka ovat yhdenmukaisia eksoplaneetan muodostumisen kanssa, ei Neptunuksen etäisyydellä Auringosta, vaan yli kolme kertaa kauempana, noin 93:ssa. tähtitieteelliset yksiköt AB Aurigaelta.
'Tällä levyllä havaitsemamme kierrevarren piirteet ovat juuri sitä, mitä meidän pitäisi odottaa, jos meillä on planeetta, jonka massa on Jupiter tai enemmän näiden pölyrakenteiden läsnäollessa, sanoo tähtitieteilijä Kevin Wagner Arizonan yliopiston Steward Observatorysta.
'Massiivisen planeetan pitäisi häiritä heidät juuri sellaisiksi, mitä me täällä näemme.'
Tällä etäisyydellä kiekossa oleva kiven määrä ei olisi riittävä planeetan muodostamiseen, puhumattakaan AB Aurigae b:n massasta. Ryhmän laskelmat viittaavat siihen, että vauva-eksoplaneetta on noin yhdeksän kertaa Jupiterin massa. Sen sijaan todennäköisin muodostumisreitti on levyn epävakausmalli, tutkijat sanoivat.
'Luonto on älykäs; se voi tuottaa planeettoja useilla eri tavoilla, Currie sanoo .
Tiimi löysi myös levyltä piirteitä 430 ja 580 tähtitieteellisen yksikön etäisyydeltä AB Aurigaesta, jotka viittasivat eksoplaneettojen muodostumiseen myös näissä paikoissa.
Löydöt valaisevat uutta valoa planeettojen muodostumiseen liittyviin prosesseihin ja voivat jopa auttaa meitä ymmärtämään paremmin omaa aurinkokuntaamme. On todisteita siitä, että Jupiter muodostui noinneljä kertaa kauempanakuin sen nykyinen kiertorata.
Sellaisenaan syntyvän AB Aurigae -järjestelmän tulevat tutkimukset tehokkaammilla instrumenteilla voivat antaa meille mahdollisuuden tutkia oman galaksimme pienen kulman kehitystä.
'Tämä uusi löytö on vahva todiste siitä, että joitain kaasujättiplaneettoja voi muodostua levyn epävakausmekanismin vaikutuksesta.' sanoo astrofyysikko Alan Boss Carnegie Institute of Sciencen, joka ei osallistunut tutkimukseen, mutta ensimmäinen ehdotettu levyn epävakaus vuonna 1997 .
'Loppujen lopuksi painovoima ratkaisee, sillä tähtien muodostumisprosessin jäännökset vedetään painovoiman vaikutuksesta yhteen muodostaen planeettoja tavalla tai toisella.'
Tutkimus on julkaistu v Luonnon tähtitiede .