Astronomai teigia, kad ši milžiniška egzoplaneta susiformavo labai keistu būdu

Dujinės egzoplanetos milžinės, kuri dar tik formuojasi, atradimas gali pakeisti mūsų supratimą apie planetų formavimąsi.

Spėjama protoplaneta buvo pavadinta AB Aurigae b ir atrodo, kad ji formuojasi dideliu atstumu nuo savo žvaigždės AB Aurigae ir susidaro gana neįprastu būdu.

Įrodymai rodo, kad planeta formuojasi dėl gravitacinio dujų debesų kolapso iš viršaus į apačią, o ne pagal labiau priimtiną modelį iš apačios į viršų, pagal kurį planetos formuojasi palaipsniui kaupiantis dulkėms ir uolienoms.

Tai patvirtina mintį, kad egzistuoja daugybė planetų formavimosi būdų, o tai leidžia manyti, kad Pieno kelyje egzistuoja didelė ir nuostabi planetų sistemų įvairovė.

Pastaraisiais metais AB Aurigae buvo intensyviai tyrinėjama. Tai labai jauna, dar tik besiformuojanti žvaigždė, kuriai ne daugiau kaip 5 mln. metų (Saulės amžius - 4,6 mlrd. metų).

Žvaigždę vis dar supa storas, turbulentinis dujų ir dulkių diskas. Kai protožvaigždė auga, šios dujos ir dulkės maitina jos augimą. Kadangi žvaigždė yra palyginti arti - vos už 508 šviesmečių, ji yra puiki laboratorija planetinių sistemų formavimuisi tirti.

Iš to, kas liks iš to disko, vėliau susiformuos kiti planetinę sistemą sudarantys elementai - planetos ir mažesni objektai, pavyzdžiui, asteroidai, nykštukinės planetos, kometos ir kitos uolienos. Remiantis dabartiniu planetų formavimosi supratimu, šie mažesni objektai gali pradėti formuoti planetas pagal vadinamąjį branduolio akrecijos modelį.

Pagal šį modelį protoplanetiniame dulkių ir dujų diske esantys uolienų gabalėliai iš pradžių dėl elektrostatinių jėgų, o vėliau dėl gravitacijos sulimpa tarpusavyje, sudarydami vis didesnį ir didesnį kūną ir taip iš apačios į viršų kurdami planetą. Susidariusi egzoplaneta turi kietą branduolį, kuris yra palyginti vėsus ir neryškus.

Kitas planetų formavimosi modelis vadinamas disko nestabilumo modeliu. Kad planeta susiformuotų šiuo būdu, aušėjantis protoplanetinis diskas sukelia gravitacinį nestabilumą ir subyra. Tuomet dalis disko gravitaciniu būdu tiesiogiai suyra į dujinę milžinę. Pagal šį modelį egzoplaneta neturi kietojo branduolio, todėl ji susiformuoja karštesnė ir ryškesnė.

Sunku išsiaiškinti, kas vyksta AB Aurigae, protožvaigždės, kurios masė maždaug 2,4 karto didesnė už Saulės masę, diske.

Iš pradžių astronomai manė, kad mato egzoplanetą, besiformuojančią panašiu atstumu kaip Neptūnas. Vėliau šia interpretacija suabejojo kiti astronomai, kurie teigė, kad objektas gali būti antroji žvaigždė.

Naujame tyrime, kuriam vadovavo astrofizikas Thayne'as Currie'is (Thayne Currie) iš Japonijos nacionalinės astronomijos observatorijos "Subaru" teleskopo, mokslininkų grupė, pasitelkusi "Subaru" ir "Hubble" kosminį teleskopą, atliko išsamesnius žvaigždės stebėjimus.

Stebėjimai atskleidė, kad diske yra gumulas ir kitos ypatybės, atitinkančios egzoplanetos susiformavimą ne tokiu atstumu nuo Saulės, kaip Neptūnas, bet daugiau nei tris kartus toliau, maždaug 93 astronominių vienetų atstumu nuo AB Aurigae.

"Šiame diske pastebėtos spiralinės rankos ypatybės yra kaip tik tai, ko turėtume tikėtis, jei šalia šių dulkių struktūrų būtų Jupiterio ar didesnės masės planeta", - sako astronomas Kevinas Vagneris (Kevin Wagner) iš Arizonos universiteto Stewardo observatorijos.

"Masyvi planeta turėtų jas iškreipti taip, kaip mes čia matome."

Tokiu atstumu diske esančių uolienų kiekio nepakaktų planetai, juolab tokios masės, kaip AB Aurigae b, susiformuoti. Komandos skaičiavimai rodo, kad mažosios egzoplanetos masė yra maždaug devynis kartus didesnė už Jupiterio masę. Pasak tyrėjų, labiausiai tikėtinas formavimosi būdas yra disko nestabilumo modelis.

"Gamta yra gudri, ji gali sukurti planetas įvairiais būdais", - sako Currie.

Komanda taip pat aptiko disko ypatybių 430 ir 580 astronominių vienetų atstumu nuo AB Aurigae, kurios leidžia daryti prielaidą, kad egzoplanetos gali formuotis ir tose vietose.

Šie rezultatai atskleidžia naujus planetų formavimosi procesus ir netgi gali padėti geriau suprasti mūsų pačių Saulės sistemą. Yra duomenų, leidžiančių manyti, kad Jupiteris susiformavo maždaug keturis kartus toliau nei dabartinė jo orbita. 

Todėl būsimi besiformuojančios AB Aurigae sistemos tyrimai, atlikti naudojant galingesnius prietaisus, gali leisti ištirti mūsų pačių mažo galaktikos kampelio evoliuciją.

"Šis naujas atradimas yra svarus įrodymas, kad kai kurios dujinės planetos milžinės gali susiformuoti pagal disko nestabilumo mechanizmą", - sako Karnegio mokslo instituto astrofizikas Alanas Bosas (Alan Boss), kuris tyrime nedalyvavo, bet pirmasis 1997 m. pasiūlė disko nestabilumo mechanizmą.

"Galiausiai svarbiausia yra gravitacija, nes žvaigždžių formavimosi proceso likučius galiausiai gravitacija suvienys ir jie vienaip ar kitaip suformuos planetas."

Tyrimas paskelbtas žurnale "Nature Astronomy".