Astronomer har taget direkte billeder af den samtidige dannelse af to gigantiske planeter omkring den unge stjerne WISPIT 2. Observationen repræsenterer kun det andet tilfælde i den registrerede historie, hvor flere planeter ses blive født i det samme system. Dataene kombinerer billeder i høj opløsning af Very Large Telescope, Observatório Europeu og Sul med interferometriske målinger fra GRAVITY+ instrumentet.
Systemet giver et unikt overblik over en omfattende og struktureret protoplanetarisk skive med klare ringe og mellemrum, der indikerer aktive materialeakkumuleringsprocesser. Pesquisadores identificerede planeten WISPIT 2b i tidligere observationer og har nu bekræftet tilstedeværelsen af WISPIT 2c tættere på stjernen.
- WISPIT 2b har en estimeret masse på næsten fem gange større end Júpiter og kredser omkring 60 astronomiske enheder fra stjernen.
- WISPIT 2c er cirka dobbelt så stor som Júpiter og er placeret fire gange tættere på end den første.
- Begge kroppe er gasgiganter nedsænket i huller i skiven af gas og støv.
Detaljer om opdagelsen af planeter i formation
Astronomer brugte SPHERE-instrumentet på Very Large Telescope til direkte at afbilde objekterne. Derefter påførte de GRAVITY+ på VLT-interferometeret for at bekræfte, at signalet svarer til en planet, der er i gang med at akkretionere, og ikke til en klump af materiale i skiven.
Bekræftelse af WISPIT 2c krævede den nylige opgradering af GRAVITY+ instrumentet, som gjorde det muligt at adskille det svage signal fra planeten fra det intense lys fra den nærliggende stjerne. Guillaume Bourdarot, forsker ved Instituto Max Planck fra Física Extraterrestre, fremhævede vigtigheden af denne teknologi for detektion i interne områder af disken.
De to planeter indtager forskellige positioner inden for veldefinerede mellemrum i den protoplanetariske skive. Essas huller opstår, når formende kroppe tiltrækker og forbruger gas og støv omkring dem og former strukturen af det omgivende miljø.
Struktur af WISPIT 2’s protoplanetariske disk
Skiven omkring WISPIT 2 har en særlig stor størrelse og mønstre af ringe og mellemrum, der gør det lettere at fortolke de processer, der finder sted. Christian Ginski, medforfatter af undersøgelsen, forklarede, at disse karakteristika indikerer igangværende planetarisk dannelsesaktivitet i forskellige regioner af systemet.
Den store, klart strukturerede disk adskiller WISPIT 2 fra andre systemer, der er observeret til dato. Synlige Anéis og dybe huller tyder på, at materiale fortsætter med at akkumulere på de allerede opdagede planeter.
Astronomer identificerede også et mindre, mere subtilt hul i den ydre del af disken. Chloe Lawlor, fra Universidade fra Galway, bemærkede, at denne struktur kan svare til virkningen af en tredje planet, som endnu ikke er blevet direkte bekræftet.
Sammenligning med PDS 70-systemet
WISPIT 2 slutter sig til PDS 70-systemet som det eneste andet kendte tilfælde, hvor to planeter observeres dannes samtidigt omkring den samme stjerne. Diferentemente af PDS 70, disken i WISPIT 2 er mere omfattende og udviser mere udtalte ring- og spaltestrukturer.
Stjernen WISPIT 2 er ung og ligner Sol i sine tidlige stadier, hvilket gør systemet til et værdifuldt laboratorium til at forstå, hvordan planetsystemer som vores udviklede sig for milliarder af år siden. De opdagede planeter er gasgiganter, der ligner dem i den ydre Sistema Solar.
Holdet kombinerede flere observationsteknikker for at overvinde udfordringerne fra nærheden mellem WISPIT 2c og dens værtsstjerne. Essa tilgang demonstrerer fortsatte fremskridt i evnen til at opdage planeter på meget tidlige stadier af deres evolution.
Mulighed for at opdage yderligere planeter
Det subtile hul identificeret i det fjerneste område af disken har en mindre dybde og bredde, hvilket antyder den mulige tilstedeværelse af en krop med en masse tæt på Saturno. Novas observationer med mere følsomme instrumenter kan bekræfte eller afkræfte denne hypotese i de kommende år.
ESO’s Telescópio Extremamente Grande, som i øjeblikket er under opbygning, skulle tillade endnu mere detaljerede billeder af WISPIT 2-systemet.
Astronomer planlægger at fortsætte med at overvåge systemet for at overvåge ændringer i diskstrukturen og mulige interaktioner mellem de dannede planeter. Aktuelle data giver allerede direkte bevis for, hvordan huller og ringe dannes under den planetariske byggeproces.
Videnskabelig betydning af observation
Den samtidige påvisning af to planeter på forskellige stadier og afstande udvider forståelsen af mangfoldigheden af planetariske arkitekturer i formation. Forskerne fremhæver, at systemet giver en sjælden mulighed for at studere udviklingen af en protoplanetarisk disk i realtid.
WISPIT 2 er placeret cirka 430 lysår fra Terra, i stjernebilledet Aquila. Afstanden giver mulighed for højkvalitetsobservationer med store jordbaserede teleskoper.
Resultaterne blev offentliggjort i tidsskriftet The Astrophysical Journal Letters og er baseret på data indsamlet under nylige observationskampagner. Kombinationen af direkte billeddannelse og højpræcisionsspektroskopi forstærker de detekterede objekters planetariske natur.
Teknologiske fremskridt, der gjorde opdagelsen mulig
GRAVITY+ instrumentopgraderingen var nøglen til at isolere signalet fra WISPIT 2c, som kredser meget tættere på stjernen end WISPIT 2b. Essa teknologi kombinerer lys fra flere teleskoper for at opnå overlegen vinkelopløsning.
SPHERE-instrumentet, der er specialiseret i højkontrastbilleddannelse, gjorde det muligt direkte at visualisere planeterne mod diskens og stjernens lysstyrke. Integrationen af de to datasæt eliminerede uklarheder om oprindelsen af de observerede signaler.
Forskere fra flere institutioner, herunder Leiden Observatory og Universidade af Galway, deltog i analysen. Det kollektive arbejde viser vigtigheden af internationalt samarbejde for at fremme exoplanetarisk astronomi.
WISPIT 2’s protoplanetariske skive fortsætter med at afsløre detaljer om gigantiske planetdannelsesmekanismer. Lacunas dybder forbundet med de to bekræftede kroppe indikerer, at de stadig akkumulerer betydeligt materiale fra det omgivende miljø.
Astronomer håber, at fremtidige observationer vil bekræfte, om den tredje kandidat virkelig svarer til en formende planet. Independentemente Ydermere giver systemet allerede værdifulde data om dynamikken af flerringede skiver i unge stjerner.