A Hubble-űrteleszkóp által a TW Hydrae vörös törpe körüli protoplanetáris korongról készített felvételen jól látható egy rés a diszkben. Ezt valószínűleg egy formálódó bolygó hatása okozza. Ha így van, az több ponton is cáfolhatja az eddig ismert bolygókeletkezési elméleteket.
A bizonyítottan létező exobolygók száma már majdnem eléri a kilencszázat, és vagy egy tucatnyiról közvetlen felvétel is született. Formálódó planétát, pontosabban annak a hatását azonban csakmost mutattak ki direkt módon, egy vörös törpe körüli porkorongban, nagy távolságra a csillagtól.
A TW Hydrae jelű, 176 fényévnyire lévő csillagot övező protoplanetáris korongról a Hubble-űrteleszkóp NICMOS (Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer) műszerével még 2005-ben készítettek felvételeket. Ezeket most John Debes, a Space Telescope Science Institute csillagásza és kutatócsoportja alaposabban is megvizsgálták, felhasználva az archív NICMOS- és STIS-adatokat (Space Telescope Imaging Spectrograph) is. A képeken a vörös törpétől 12 milliárd kilométerre egy rés figyelhető meg a diszkben: erről úgy vélik, hogy itt egy formálódó, de egyelőre láthatatlan bolygó söpörte ki az anyagot a korongból. A vélt planéta pályamérete mintegy kétszerese a Plutóénak.
Bal oldal: A Hubble-űrtávcső NICMOS műszerével készült infravörös felvétel a TW Hydrae vörös törpe körüli protoplanetáris korongról. A diszk közepén a csillagot kitakarták, pozícióját fehér pont jelzi. A felvételen egyértelműen megfigyelhető a rés, amelyet valószínűleg egy formálódó bolygó hozott létre. A már korábban is sejtett, de akkor még nem igazolt rés az újabb adatok és a régebbiek új elemzése alapján több hullámhosszon is látszik, így biztosan nem műszeres vagy fényszóródási effektus, hanem valódi képződmény. Jobb oldal: A TW Hydrae körüli porkorong numerikus modellje.Fotó: NASA, ESA, A. Feild (STScI)
A tág pálya azt jelzi, hogy a bolygókezdemény nagyon lassan járja körbe a csillagát. Ez a pálya a kurrens bolygókeletkezési elméletekre is rácáfolhat, mert azok szerint a planéták több 10 millió év alatt alakulnak ki, miközben fokozatosan, de lassan gyűjtik be a gázt a protoplanetáris korongból. A TW Hydrae azonban csak 8 millió éves, és ez az idő kevés ahhoz, hogy az apró törmelék lassú gyűjtögetésével növekedjen. 12 milliárd kilométeres távolságban egy bolygónak kétszázszor hosszabb idő kellene a kialakuláshoz, mint a Jupiternek kellett az ő távolságában, egyrészt a kisebb söprögetési sebesség, másrészt a porkorong kisebb sűrűsége miatt.
Egy alternatív bolygókeletkezési elmélet szerint a protoplanetáris korong egy részének gravitációs instabilitása, illetve az emiatt bekövetkező kollapszusa is elvezethet a planéták kialakulásához. Ez esetben a folyamat sokkal gyorsabban, mindössze néhány ezer év alatt lejátszódhat. Ha valóban sikerülne megerősíteni, hogy bolygóról van szó, akkor Debes szerint kapcsolatot lehetne teremteni a majdani paraméterei és a rés jellemzői között, ami megválaszolhatná a kérdést, hogy miként keletkezhetnek bolygók ilyen nagy távolságokban a csillaguktól.
A rés mindenesetre teljesen egyértelműen látszik a felvételeken. Az a tény, hogy a rés kör alakú és éles a kontúrja, arra utal, hogy tényleg formálódó planéta hozhatta létre. A helyzetet tovább bonyolítja a TW Hydrae tömege, ami a Napénak csak 55%-a; ezzel ez a legkisebb tömegű csillag, amely körül a protoplanetáris korongban ennyire kívül sikerült rést észlelni.
A korong külső részében ráadásul nagyobb porrészecskék sincsenek. Az ALMA (Atacama Large Millimeter Array) antennarendszerrel végzett mérések alapján a milliméter méretű szemcsék koncentrációja a 65 milliárd kilométer átmérőjű diszkben a csillagtól 8,8 milliárd kilométer távolságban, a rés előtt nem sokkal lecsökken. A tradicionális bolygókeletkezési elméletek szerint viszont a folyamathoz legalább kavics méretű testecskék kellenek, így ha homokszemcséknél nagyobb porrészecskék egyáltalán nincsenek, az további fejvakarásra készteti a teoretikusokat.
A TW Hydrae körüli protoplanetáris korong és a Naprendszer méretének összehasonlítása. A résben, a csillagtól 12 milliárd kilométerre sejtett bolygó pályamérete nagyobb, mint a naprendszerbeli Kuiper-öv átmérője.Fotó: NASA, ESA, A. Feild (STScI)
A Hubble észlelései alapján a 3 milliárd kilométer széles rés nem teljesen üres. A kutatócsoport szerint, ha bolygóról van szó, az még formálódik, és emiatt nem is túl nagy tömegű: Hannah Jang-Condell, a University of Wyoming szakértőjének becslése alapján 6 és 28 földtömeg között lehet. Ebben a tartományban helyezkednek el az úgynevezett szuperföldek, illetve a jégóriások is. A kis tömegérték azonban a kollapszusos keletkezési elméletet is sarokba szoríthatja, mert aszerint a bolygók kialakulásához legalább 1-2 jupitertömegnyi csomósodásra lenne szükség.
A csoport azt tervezi, hogy a rendszert alaposabb vizsgálatnak vetik alá, amihez az ALMA antennarendszert, illetve a 2018-ban felbocsátásra kerülő James Webb Űrteleszkópot használnák.
Forrás: http://index.hu/tudomany/2013/07/02/szuleto_bolygorendszert_latott_a_hubble/
