Naukowcy zidentyfikowali na orbicie młodą gwiazdę z czterema planetami wielkości Jowisza i Saturna, po raz pierwszy w tak młodym systemie wykryto tak wiele masywnych planet. Układ ustanowił także nowy rekord dla najbardziej ekstremalnego zakresu obserwowanych orbit: najbardziej zewnętrzna planeta jest ponad tysiąc razy dalej od gwiazdy niż ta najbliższa, co rodzi interesujące pytania, w jaki sposób mógłby powstać taki układ.

Gwiazda ma zaledwie dwa miliony lat – jest „maluchem” w kategoriach astronomicznych – i jest otoczona ogromnym dyskiem z pyłu i lodu. Dysk ten, znany jako dysk protoplanetarny, to miejsce, w którym tworzą się planety, księżyce, asteroidy i inne astronomiczne obiekty w systemach gwiezdnych.

Gwiazda była już znana jako niezwykła, ponieważ zawiera pierwszy tak zwany gorący Jowisz – masywną planetę krążącą blisko gwiazdy macierzystej – który został odkryty wokół takiej młodej gwiazdy. Chociaż gorący Jowisz był pierwszym rodzajem egzoplanety do odkrycia, ich istnienie od dawna zastanawiało astronomów, ponieważ często uważa się, że są zbyt blisko swoich macierzystych gwiazd, aby powstały in situ.

Obecnie zespół naukowców prowadzony przez University of Cambridge użył Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), aby wyszukać planetarne „rodzeństwo” dla tego niemowlęcia, gorącego Jowisza. Ich obraz ujawnił trzy wyraźne luki w dysku, które, zgodnie z ich teoretycznym modelowaniem, były najprawdopodobniej spowodowane przez trzy dodatkowe planety gazowego giganta krążące wokół młodej gwiazdy. Ich wyniki są przedstawione w The Astrophysical Journal Letters .

Gwiazda, CI Tau, znajduje się w odległości około 500 lat świetlnych w wysoce produktywnym gwiezdnym regionie „szkółki” galaktyki. Jego cztery planety różnią się znacznie na swoich orbitach: najbliższy (gorący Jowisz) znajduje się w odległości podobnej do orbity Merkurego, podczas gdy najdalsze orbity znajdują się w odległości ponad trzykrotnie większej od orbity Neptuna. Dwie zewnętrzne planety mają masę Saturna, podczas gdy dwie wewnętrzne planety mają odpowiednio około 1 i 10 mas Jowisza.

Odkrycie rodzi wiele pytań dla astronomów. Około 1% gwiazd hostuje gorące Jowisze, ale większość znanych gorących Jowiszy jest setki razy starszych od CI Tau. „Obecnie niemożliwe jest stwierdzenie, czy ekstremalna architektura planetarna widziana w CI Tau jest powszechna w gorących systemach Jowisza, ponieważ sposób, w jaki wykryto te siostrzane planety – przez ich wpływ na protoplanetarną tarczę – nie działałby w starszych systemach, które już nie mają dysk protoplanetarny „- powiedziała profesor Cathie Clarke z Instytutu Astronomii w Cambridge, autor pierwszego opracowania.

Zdaniem naukowców nie jest również jasne, czy planety rodzeństwa odegrały rolę w doprowadzeniu najgłębszej planety do jej ultra-ścisłej orbity i czy jest to mechanizm, który działa w generowaniu gorących Jowiszy w ogóle. Kolejną zagadką jest to, w jaki sposób zewnętrzne dwie planety uformowały się w ogóle.

„Modele formacji planet mają tendencję do koncentrowania się na możliwościach dokonywania już obserwowanych typów planet, więc nowe odkrycia niekoniecznie pasują do modeli” – powiedział Clarke. „Planety o masie Saturna powinny się formować, najpierw gromadząc stały rdzeń, a następnie ciągnąc w górę warstwę gazu, ale procesy te powinny być bardzo powolne w dużych odległościach od gwiazdy. Większość modeli będzie walczyć o to, by zbudować planety tej masy na tej odległości. ”

Przed tym, zadaniem będzie konieczne zbadanie tego zagadkowego systemu na wielu długościach fal, aby uzyskać więcej wskazówek na temat właściwości dysku i jego planet. W międzyczasie ALMA – pierwszy teleskop z możliwością obrazowania planety w trakcie tworzenia – prawdopodobnie wyrzuci kolejne niespodzianki w innych systemach, zmieniając nasz obraz tego, jak układają się systemy planetarne.

 

 

Źródło: https://www.cam.ac.uk/research/news/giant-planets-around-young-star-raise-questions-about-how-planets-form