Астрономы получили прямые изображения одновременного формирования двух планет-гигантов вокруг молодой звезды WISPIT 2. Это наблюдение представляет собой лишь второй случай в зарегистрированной истории, когда в одной системе рождаются несколько планет. Данные сочетают в себе изображения высокого разрешения, полученные с Очень Большого Телескопа Европейской Южной Обсерватории, с интерферометрическими измерениями инструмента GRAVITY+.
Система предлагает уникальный вид обширного и структурированного протопланетного диска с четкими кольцами и промежутками, которые указывают на активные процессы накопления материала. Исследователи идентифицировали планету WISPIT 2b в предыдущих наблюдениях и теперь подтвердили наличие WISPIT 2c ближе к звезде.
- По оценкам, WISPIT 2b почти в пять раз превышает массу Юпитера и вращается на расстоянии около 60 астрономических единиц от звезды.
- WISPIT 2c примерно вдвое массивнее Юпитера и расположен в четыре раза ближе первого.
- Оба тела представляют собой газовые гиганты, погруженные в разрывы газопылевого диска.
Подробности открытия планет в стадии формирования
Астрономы использовали инструмент СФЕРА на Очень Большом Телескопе, чтобы напрямую отображать объекты. Затем они применили GRAVITY+ к интерферометру VLT, чтобы подтвердить, что сигнал соответствует планете в процессе аккреции, а не скоплению материала в диске.
Для подтверждения WISPIT 2c потребовалась недавняя модернизация инструмента GRAVITY+, которая позволила отделить слабый сигнал планеты от интенсивного света ближайшей звезды. Гийом Бурдаро, исследователь из Института внеземной физики Макса Планка, подчеркнул важность этой технологии для обнаружения во внутренних областях диска.
Две планеты занимают разные положения в четко определенных промежутках в протопланетном диске. Эти зазоры возникают по мере того, как формирующиеся тела притягивают и поглощают газ и пыль вокруг себя, формируя структуру окружающей среды.
Структура протопланетного диска WISPIT 2
Диск вокруг WISPIT 2 имеет особенно большой размер и узор из колец и промежутков, которые облегчают интерпретацию происходящих процессов. Кристиан Гински, соавтор исследования, объяснил, что эти характеристики указывают на продолжающуюся деятельность по формированию планет в различных регионах системы.
Большой, четко структурированный диск отличает WISPIT 2 от других систем, наблюдавшихся до сих пор. Видимые кольца и глубокие разрывы позволяют предположить, что материал продолжает накапливаться на уже обнаруженных планетах.
Астрономы также обнаружили меньший и более тонкий разрыв во внешней части диска. Хлоя Лоулор из Университета Голуэя отметила, что эта структура может соответствовать действию третьей планеты, которое пока не подтверждено напрямую.
Сравнение с системой PDS 70
WISPIT 2 присоединяется к системе PDS 70 как единственный известный случай, когда две планеты формируются одновременно вокруг одной звезды. В отличие от PDS 70, диск WISPIT 2 более обширен и имеет более выраженную структуру колец и зазоров.
Звезда WISPIT 2 молода и похожа на Солнце на ранних стадиях своего развития, что делает систему ценной лабораторией для понимания того, как планетарные системы, подобные нашей, развивались миллиарды лет назад. Обнаруженные планеты представляют собой газовые гиганты, подобные тем, что находятся во внешней части Солнечной системы.
Команда объединила несколько методов наблюдения, чтобы преодолеть проблемы, связанные с близостью WISPIT 2c к ее родительской звезде. Этот подход демонстрирует постоянное развитие способности обнаруживать планеты на самых ранних стадиях их эволюции.
Возможность обнаружения дополнительных планет.
Тонкая щель, обнаруженная в наиболее удаленной области диска, имеет меньшую глубину и ширину, что позволяет предположить возможное присутствие тела с массой, близкой к массе Сатурна. Новые наблюдения с помощью более чувствительных инструментов могут подтвердить или опровергнуть эту гипотезу в ближайшие годы.
Ожидается, что Чрезвычайно Большой Телескоп ESO, который в настоящее время находится в стадии строительства, позволит получить еще более подробные изображения системы WISPIT 2. Эти будущие наблюдения помогут с большей точностью составить карту движения и роста известных планет.
Астрономы планируют продолжить наблюдение за системой, чтобы следить за изменениями в структуре диска и возможными взаимодействиями между образующимися планетами. Текущие данные уже предоставляют прямое свидетельство того, как образуются промежутки и кольца в процессе строительства планет.
Научное значение наблюдения
Одновременное обнаружение двух планет на разных стадиях и расстояниях расширяет понимание разнообразия планетарных архитектур в формировании. Исследователи подчеркивают, что система предлагает редкую возможность изучить эволюцию протопланетного диска в режиме реального времени.
WISPIT 2 расположен примерно в 430 световых годах от Земли, в созвездии Орла. Расстояние позволяет проводить высококачественные наблюдения с помощью больших наземных телескопов.
Результаты были опубликованы в The Astrophysical Journal Letters и основаны на данных, собранных в ходе недавних наблюдательных кампаний. Сочетание прямой визуализации и высокоточной спектроскопии усиливает планетарную природу обнаруженных объектов.
Технологические достижения, которые сделали открытие возможным
Модернизация инструмента GRAVITY+ сыграла ключевую роль в выделении сигнала от WISPIT 2c, который вращается гораздо ближе к звезде, чем WISPIT 2b. Эта технология объединяет свет от нескольких телескопов для достижения превосходного углового разрешения.
Прибор SPHERE, специализирующийся на высококонтрастных изображениях, позволил непосредственно визуализировать планеты на фоне яркости диска и звезды. Интеграция двух наборов данных устранила неясность относительно происхождения наблюдаемых сигналов.
В анализе приняли участие исследователи из нескольких учреждений, в том числе Лейденской обсерватории и Университета Голуэя. Коллективная работа демонстрирует важность международного сотрудничества в развитии экзопланетной астрономии.
Протопланетный диск WISPIT 2 продолжает раскрывать подробности о механизмах формирования гигантских планет. Глубокие пробелы, связанные с двумя подтвержденными телами, указывают на то, что они все еще накапливают значительный материал из окружающей среды.
Астрономы надеются, что будущие наблюдения подтвердят, действительно ли третий кандидат соответствует формирующейся планете. Тем не менее, система уже предоставляет ценные данные о динамике многокольцевых дисков молодых звезд.