Obserwacje dysku wokół młodego super-Jowisza, który może tworzyć księżyce

Międzynarodowy zespół astronomów po raz pierwszy scharakteryzował dysk pyłowy otaczający młodego super-Jowisza, który jest albo olbrzymią planetą albo brązowym karłem. Wykryli oni emisję podczerwoną z dysku, która może wskazywać na to, że mogły się tam uformować księżyce. Wyniki badań ukazały się w The Astronomical Journal.

Obiekt ten znajduje się w gwiazdozbiorze Wilka (niebo południowe) w odległości około 500 lat świetlnych od Ziemi. GQ Lupi B, bo taką nazwę otrzymał obiekt, jest znacznie cięższy od Jowisza i ma ponad 20 razy szerszą orbitę wokół swojej gwiazdy głównej niż nasz gazowy olbrzym od Słońca.

Astronomowie spodziewali się, że młode gazowe olbrzymy i brązowe karły mają wokół siebie dysk pyłowy, który może formować księżyce, podobnie jak ma to miejsce w przypadku formowania się planet w dysku protoplanetarnym wokół młodej gwiazdy. Istnieją na przykład dowody na istnienie układu pierścieni wokół olbrzyma, które zostały odkryte w zmianach jasności gwiazdy, gdy pierścienie przechodziły przed jej tarczą. Teraz, po raz pierwszy, naukowcy szczegółowo zbadali promieniowanie cieplne dysku gazu i pyłu wokół masywnego super-Jowisza.

Olbrzymia planeta czy brązowy karzeł?
Przy odkrywaniu nowych egzoplanet nie zawsze jest jasne, czy dany obiekt jest planetą, czy brązowym karłem. Jest to szczególnie trudne do określenia w przypadku bezpośrednio obserwowanych obiektów, takich jak GQ Lupi B, ponieważ ich masy często są niepewne. Z tego powodu „B” jest czasem pisane z dużej litery (brązowy karzeł), a czasem z małej (planeta).

Jak powstają super-Jowisze?
Pochodzenie tego typu obiektów jest zagadką. Nie jest jasne, czy GQ Lupi B uformował się na drodze planetopodobnej czy gwiazdopodobnej. GQ Lupi B został odkryty w 2004 roku, gdy wykonano wysokokontrastowe zdjęcie gwiazdy GQ Lupi. Od tego czasu astronomowie z całego świata badają atmosferę i ruch orbitalny tego super-Jowisza.

Księżyce czy pole magnetyczne?
W najnowszym badaniu astronomowie wykorzystali instrumenty Nasmyth Adaptive Optics System (NAOS) i MUSE. Są one połączone z Bardzo Dużym Teleskopem (VLT) ESO w Chile. Używając kamery na podczerwień NAOS, astronomowie zaobserwowali światło podczerwone pochodzące z dysku pyłowego. Na tej podstawie ustalili, że dysk jest znacznie chłodniejszy niż gorąca atmosfera GQ Lupi B. Naukowcy sugerują, że niska temperatura wskazuje na centralne zagłębienie w dysku. Podejrzewają, że pył mógł zostać wymieciony w tym miejscu w wyniku formowania się księżyców. Ale może być też tak, że dysk jest pod wpływem pola magnetycznego GQ Lupi B.

Używając MUSE, bardzo stabilnego spektrografu działającego w widzialnej części światła, badacze zmierzyli tzw. promieniowanie H-alfa. Wskazuje to, że GQ Lupi B wciąż rośnie, dzięki dostawom gazu z własnego dysku gwiazdy, wokół której krąży.

Nowe instrumenty dają nowe szanse
W przyszłości naukowcy mają nadzieję zbadać dysk GQ Lupi B bardziej szczegółowo. Wkrótce zostanie uruchomiony Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, który oferuje ekscytujące możliwości – mówi kierownik badań Tomas Stolker (Leiden Observatory). Webb może wykonywać widma w zakresie średniej podczerwieni. Z Ziemi jest to bardzo trudne. Dzięki temu będziemy mogli dowiedzieć się znacznie więcej o fizycznych i chemicznych procesach zachodzących w dysku GQ Lupi B, które mogą umożliwić formowanie się księżyców.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:
Universiteit Leiden

Vega

Na ilustracji: Wizja artystyczna GQ Lupi B (po lewej) i gwiazdy głównej GQ Lupi (po prawej). W momencie wykonania rysunku w 2010 roku dysk pyłowy nie był jeszcze znany.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.