Almaobservatoriet har upptäckt en plats med nybildade planeter

 

Bild wikipedia Den protoplanetära skivan vid den endast ca 10 miljoner år gamla stjärnan  PDS 70 med den nya planeten PDS 70b (höger).

ALMA-observatoriet i Chile (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) har  upptäckt och observerat en plats där planeter bildas genom att teleskopet upptäckte en hög koncentration av stoftkorn (planetbildande materia) runt de nybildade planeternas banor.

En internationell forskargrupp under ledning av Kiyoaki Doi, som då var doktorand vid National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ)/Graduate University for Advanced Studies, SOKENDAI, och för närvarande postdoktor vid Max Planck-institutet för astronomi utförde högupplösta observationer av en protoplanetär skiva runt en ung stjärna kallad PDS 70 vid en våglängd på 3 mm med ALMA. Objektet är värd för två kända planeter och de nya observationerna med ALMA och avslöjade en lokal ansamling av stoftkorn utanför planeternas banor.

Fyndet tyder på att redan bildade planeter ackumulerar materia för en planet och underlättar samtidigt den potentiella bildningen av nästa planet. Detta arbete bidrar till att avslöja bildningsprocessen av planetsystem som består av flera planeter som i vårt solsystem. PDS 70 är det enda kända objektet med redan bildade planeter, bekräftade genom optiska och infraröda observationer, inuti en protoplanetär skiva. Att avslöja fördelningen av stoftkorn i detta objekt kommer att ge insikt i hur de redan bildade planeterna interagerar med den omgivande protoplanetära skivan och potentiellt påverkar efterföljande planetbildning.

Tidigare observationer med ALMA på 0,87 mm har avslöjat ringformade utsläpp från stoftkornen utanför planeternas banor. Utsläppskällan kan dock vara optiskt dold (ogenomskinlig då det finns stoftkorn på den till oss närmaste sidan som skymmer de bakomliggande), och den observerade emissionsfördelningen kanske inte korrekt återspeglar fördelningen av stoftkornen.

Resultaten av detta arbete publicerades i Astrophysical Journal Letters av Doi et al., "Asymmetric Dust Accumulation of the PDS 70 Disk Revealed by ALMA Band 3 Observations".

Här bildas troligen en måne

 

Astronomer har nyligen gjort den första tydliga upptäckten av en dammig skiva som omger en exoplanet. Fröet till bildningen av en ny måne. Resultaten publicerades  den 20 juli i AstrophysicalJournal Letters. 

Skivor av gas och damm som blir över från stjärnbildning kan skapa skivor av gas och damm runt en nybildad stjärna som i sin tur är material för planetbildning. Planeter bildas genom att dammet i ringen (skivan) sammanslås och gravitation drar större bitar till än större bitar och andra strukturer.

 

Astronomer hade tidigare hittat en skiva runt PDS 70, en ung stjärna nästan 400 ljusår bort i stjärnbilden Centaurus, Centaur. 2020 bekräftades här även närvaron av två planeter. Där den ena i storlek som Jupiter och den andra i storlek som Saturnus. Dessa beteckas som PDS 70b och PDS 70b c. Planeterna finns i ett hålrum mellan två dammringar en nära stjärnan, den andra längre ut från denna. Observationerna visade även   en mindre dammskiva runt PDS 70c men de kunde inte skilja dess storlek från den ljusare skivan i närheten (skivan runt stjärnan PDS 70).

Nu presenterar däremot ett team lett av Myriam Benisty (University of Chile och University of Grenoble, Frankrike) högupplöst data från Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) som tydligt visar att PDS 70c har en egen skiva separat från den större, omfattande dammskivan runt stjärnan.

Upptäckten  är unik då man nu för första gången bevisat en skiva runt en planet det blir  " till läroboksexempel på planet- och månbildning", enligt Sebsatiaan Haffert (University of Arizona), som dock själv inte var involverad i studien. En sådan upptäckt bekräftar astronomers teorier om hur månar och planeter bildas.

Både runt PDS 70b och c samlas fortfarande  gas och damm in om än långsamt. Men enbart PDS 70c har en egen dammskiva. Denna planet, som beräknas vara av storlek som Jupiter men med flera gånger mer massa ligger 34 gånger längre från sin sol än jorden gör från vår sol. Avståndet kan jämföras med Neptunus omloppsbana från Jorden.

Även om skivan skiljer sig från stjärnskivans yttre  i datan, kunde ALMA-teleskopet inte separera dem från varandra helt tydligt i strukturstorlek så Benistys team är fortfarande oklara med hur långt den sträcker sig eller hur massiv den är. Som störst skulle PDS 70cs skiva kunna vara 1,2 a.u./ 1 a.u. är avståndet jorden-solen) i diameter innehållande ungefär 3 månmassor (ca 3 % jordens massa) av material. PDS 70 c:s skivmaterial kan konstruera månar på olika sätt.

Små dammpartiklar kan fastna samman i skivan vilket skapar förhållanden precis rätt för dessa partiklar att hålla ihop och bilda stenar som ökar i storlek efterhand som mer samlas samman genom krockar o gravitation till kanske slutresultatet en  måne. 

 

Det är ett sätt att bilda en måne vi tror kan fungera (fler finns). " Vi vet ännu så lite om satellitbildning", säger Jason Wang (California Institute of Technology), som självständigt har studerat PDS 70-systemet. Han tillägger att även om denna upptäckt inte löser alla månbildande mysterier, "är det verkligen en språngbräda för att förstå när och hur effektivt satelliter bildas runt planeter."

Den andra planeten, PDS 70b, visar tecken på svagt damm nära sin omloppsbana men inget som omger planeten kan ses som en ring. PDS 70b har inte en skiva likt PDS 70c visar upp.

Spännande upptäckt som vi kanske i framtiden kan lära mer av (min anm.) I sammanhanget kan nämnas att enligt en teori har vår måne bildats efter en kollision mellan Jorden och en annan större planet med namnet Theia.

ALMA-teleskopets bild av en disk runt exoplanet PDS 70c. Bild vikipedia.