Egzoplaneta: czy ma brata na tej samej orbicie?

Korzystając z Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), astronomowie odkryli możliwe „rodzeństwo” planety krążącej wokół odległej gwiazdy. Zespół wykrył chmurę szczątków, która może znajdować się na orbicie tej planety i która ich zdaniem może być budulcem nowej planety lub pozostałościami już uformowanej. Jeśli zostanie to potwierdzone, odkrycie to będzie najsilniejszym dowodem na to, że dwie egzoplanety mogą dzielić orbitę.

„Dwie dekady temu przewidywano teoretycznie, że pary planet o podobnej masie mogą dzielić tę samą orbitę wokół swojej gwiazdy, tzw. . ”, mówi Olga Balsalobre-Ruza, studentka Centre for Astrobiology w Madrycie, Hiszpania, która kierowała artykułem opublikowanym dzisiaj w Astronomy & Astrophysics.

Trojany, skaliste ciała na tej samej orbicie co planeta, są powszechne w naszym własnym Układzie Słonecznym [1], najbardziej znanym przykładem są asteroidy trojańskie Jowisza – ponad 12 000 skalistych ciał, które krążą wokół Słońca po tej samej orbicie wokół Słońca, co gazowy olbrzym. Astronomowie przewidzieli, że trojany, w szczególności planety trojańskie, mogą również istnieć wokół gwiazdy innej niż nasze Słońce, ale dowodów na to jest niewiele. „Egzotrojanie [Trojan planets outside the Solar System] do tej pory były jak jednorożce: teoretycznie mogą istnieć, ale nikt ich nigdy nie odkrył” – mówi współautor Jorge Lillo-Box, starszy badacz w Centro de Astrobiologia.

Teraz międzynarodowy zespół naukowców wykorzystał DUSZA, z którym współpracuje ESO, w celu znalezienia najsilniejszych jak dotąd dowodów obserwacyjnych na istnienie planet trojańskich — w układzie PDS 70. Wiadomo, że ta młoda gwiazda posiada dwie gigantyczne planety podobne do Jowisza, PDS 70b i PDS 70c. Analizując archiwalne obserwacje ALMA tego systemu, zespół wykrył chmurę szczątków w miejscu orbity PDS 70b, gdzie prawdopodobnie znajdują się konie trojańskie.

Trojany zajmują tak zwane strefy Lagrange’a, dwa rozległe regiony na orbicie planety, gdzie połączone przyciąganie grawitacyjne gwiazdy i planety może uwięzić materię. Badając te dwa regiony orbity PDS 70b, astronomowie wykryli słaby sygnał z jednego z nich, wskazujący, że może tam znajdować się obłok szczątków o masie w przybliżeniu dwukrotnie większej niż masa naszego Księżyca.

Zespół uważa, że ​​ta chmura szczątków może wskazywać na istniejący świat trojański w tym systemie lub planetę w trakcie formowania. „Kto mógłby sobie wyobrazić dwa światy, które dzielą długość roku i warunki zamieszkania? Nasza praca jest pierwszym dowodem na to, że taki świat może istnieć”, mówi Balsalobre-Ruza. „Możemy sobie wyobrazić, że planeta może dzielić swoją orbitę z tysiącami asteroid, jak w przypadku Jowisza, ale jest dla mnie zaskakujące, że planety mogą dzielić tę samą orbitę”.

„Nasze badania to pierwszy krok w kierunku poszukiwania planet koorbitalnych na bardzo wczesnym etapie ich formowania” – mówi współautorka opracowania Nuria Huélamo, starszy badacz w Centre for Astrobiology. „To stawia nowe pytania dotyczące formowania się koni trojańskich, ich ewolucji i częstotliwości występowania w różnych układach planetarnych” — dodaje Itziar De Gregorio-Monsalvo, szef Biura Naukowego ESO w Chile, który również przyczynił się do tych badań.

Aby w pełni potwierdzić swoje wykrycie, zespół będzie musiał poczekać do roku 2026, kiedy zamierzają użyć ALMA, aby zobaczyć, czy PDS 70b i jej siostrzany obłok szczątków poruszają się znacząco wzdłuż swojej orbity wokół gwiazdy. „To byłby przełom w dziedzinie egzoplanet”, mówi Balsalobre-Ruza.

„Przyszłość tego tematu jest bardzo ekscytująca i nie możemy się doczekać rozszerzonych możliwości ALMA, planowanych na rok 2030, które radykalnie poprawią zdolność tablicy do charakteryzowania trojanów w wielu innych gwiazdach” podsumowuje De Gregorio-Monsalvo.

Klas

[1] Kiedy po raz pierwszy odkryto asteroidy krążące wokół Jowisza, były nazwany na cześć bohaterów wojny trojańskiejdając początek nazwie trojany odnoszącej się do tych obiektów.

Więcej informacji

Badania te zostały przedstawione w artykule, który zostanie opublikowany w Astronomy & Astrophysics.

Zespół składa się z O. Balsalobre-Ruzy (Centrum Astrobiologii [CAB]CSIC-INTA, Hiszpania), I. De Gregorio-Monsalvo (Europejskie Obserwatorium Południowe [ESO], Chile), J. Lillo-Box (CAB), N. Huélamo (CAB), Á. Ribas (Instytut Astronomii, Uniwersytet Cambridge, Wielka Brytania), M. Benisty (Laboratoire Lagrange, Université Côte d’Azur, CNRS, Observatoire de la Côte d’Azur, Francja i Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG, Francja) , J. Bae (Department of Astronomy, University of Florida, USA), S. Facchini (Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Milano, Włochy) i R. Teague (Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences, Massachusetts Institute of Technology, USA).

Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO) umożliwia naukowcom z całego świata odkrywanie tajemnic Wszechświata z korzyścią dla wszystkich. Projektujemy, budujemy i obsługujemy światowej klasy obserwatoria naziemne, za pomocą których astronomowie odpowiadają na interesujące pytania i szerzą fascynację astronomią, oraz promujemy międzynarodową współpracę w dziedzinie astronomii. Założona jako organizacja międzyrządowa w 1962 roku, obecnie ESO jest wspierana przez 16 państw członkowskich (Austria, Belgia, Czechy, Dania, Francja, Finlandia, Niemcy, Irlandia, Włochy, Holandia, Polska, Portugalia, Hiszpania, Szwecja, Szwajcaria i Zjednoczone Kingdom Kingdom), wraz z przyjmującym państwem Chile oraz z Australią jako Partnerem Strategicznym. Siedziba ESO oraz jej centrum dla zwiedzających i planetarium, ESO Supernova, znajdują się w pobliżu Monachium w Niemczech, podczas gdy chilijska pustynia Atakama, wspaniałe miejsce z wyjątkowymi warunkami do obserwacji nieba, jest domem dla naszych teleskopów. ESO zarządza trzema miejscami obserwacyjnymi: La Silla, Paranal i Chajnantor. W Paranal ESO obsługuje Bardzo Duży Teleskop i jego Interferometr Bardzo Dużego Teleskopu, a także teleskopy badawcze, takie jak VISTA. Również w Paranal ESO będzie gościć i obsługiwać Cherenkov Telescope Array South, największe na świecie i najbardziej czułe obserwatorium promieniowania gamma. Wraz z międzynarodowymi partnerami ESO obsługuje ALMA na Chajnantor, obiekcie, który prowadzi obserwacje nieba w skali milimetrowej i submilimetrowej. W Cerro Armazones, niedaleko Paranal, budujemy „największe na świecie oko na niebie” — Ekstremalnie Duży Teleskop ESO. Z naszych biur w Santiago w Chile wspieramy nasze działania w tym kraju oraz współpracujemy z partnerami i chilijskim społeczeństwem.

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), międzynarodowy obiekt astronomiczny, to partnerstwo ESO, Narodowej Fundacji Nauki (NSF) z USA i Narodowego Instytutu Nauk Przyrodniczych (NINS) z Japonii we współpracy z Republiką Chile . ALMA jest finansowana przez ESO w imieniu swoich państw członkowskich, przez NSF we współpracy z National Research Council of Canada (NRC) i National Science and Technology Council (NSTC) na Tajwanie oraz przez NINS we współpracy z Academia Sinica (AS) na Tajwanie oraz w Koreańskim Instytucie Astronomii i Nauk Kosmicznych (KASI). Budowa i działalność ALMA jest prowadzona przez ESO w imieniu jej państw członkowskich; przez National Radio Astronomy Observatory (NRAO), zarządzane przez Associated Universities, Inc. (AUI), w imieniu Ameryki Północnej; oraz przez Narodowe Obserwatorium Astronomiczne Japonii (NAOJ) w imieniu Azji Wschodniej. Joint ALMA Observatory (JAO) zapewnia jednolite kierownictwo i zarządzanie budową, uruchomieniem i eksploatacją ALMA.

spinki do mankietów