Kanadalı gökbilimciler, James Webb Uzay Teleskopunu (JWST) kullanarak gezegenlerin nasıl doğduğunu anlamak için olağanüstü bir adım attılar. JWST, yörüngesinde büyüyen iki gezegenle genç bir yıldız olan PDS 70’i incelemek için kullanıldı. 370 ışıkyılı uzaklıktaki bu dikkat çekici sistem, bilim insanlarına gezegenlerin en erken gelişme aşamalarında nasıl oluştuğunu ve geliştiğini görmek için nadir bir şans veriyor.
Victoria Üniversitesi Ph.D. Aday Dori Blakely ve uluslararası bir araştırmacı ekibi, JWST’nin benzersiz araçlarıyla, gezegenler ve içinde oluşturdukları giren gaz ve toz diskiyle ilgili ayrıntıları ortaya çıkarmak için yaratıcı bir yaklaşım kullandı. Yayınlandı Astronomik dergiBulgular, gezegenlerin zaman içinde nasıl büyüdüğüne ve malzeme için ev sahibi yıldızlarıyla rekabet ettiğine yeni bir bakış açısı sunuyor.
Genç bir yıldız ve onun gezegen kreşi
PDS 70, sadece 5 milyon yaşında genç bir yıldızdır-4.6 milyar yaşındaki güneşimize kıyasla pratik olarak yeni doğan. Çevresinde, bir gözleme gibi düzleştirilmiş bir gaz ve toz diski, ortada büyük bir boşluk, PDS 70 B ve PDS 70 C’nin şekillendiği büyük bir boşluk. Bu boşluk, yepyeni dünyaların büyümek için malzemeyi topladığı gezegensel bir inşaat bölgesidir.
“Gezegensel büyümenin ilk aşamalarının anlık görüntülerini görüyoruz, bize dünyalar kozmik kreşlerinde hayatta kalmak için rekabet ederken neler olduğunu gösteriyoruz. Dikkat çekici olan şey, sadece gezegenlerin kendilerini değil, aynı zamanda oluşumlarının sürecini de görebilmemizdir – onlar UVIC Ph.D. Dori Blakely, “ Yıldızları ve birbirleriyle büyümesi gereken gaz ve toz için rekabet ediyor ”diyor UVIC Ph.D. Dori Blakely. aday ve baş yazar
JWST ile gezegen aramanın yeni bir yolu
Gezegenler ve disk hakkında bu kadar net bir görünüm elde etmek için, ekip JWST’nin kızılötesi görüntüleyici ve kaygan spektrografı (NIRISS) diyafram maskesi interferometri (AMI) modunda kullandı-teleskopla akıllı bir hile. Teleskopun üzerine birkaç küçük delikli özel bir maske yerleştirdiler, bu da ışığın küçük bir kısmının (~%15) geçmesine ve müdahale etmesine izin verdiler, iki çakıl taşından gelen dalgalanmaların su yüzeyinde etkileşime girme biçimine benzer şekilde örtüşen desenler oluşturdular. . Bu kalıpları analiz ederek, sistemin gizli ayrıntılarını olağanüstü hassasiyetle ‘görebilirler’.
Trottier Exoplanets Araştırma Enstitüsü (IREX) Direktörü Prof. René Doyon, “Bu yenilikçi teknik, genç yıldızın kör edici spot ışığını geri çevirmek gibidir, böylece etrafında ne olduğunu görebilirsiniz – bu durumda gezegenler,” diye açıkladı Prof. René Doyon, Gizletet Araştırma Enstitüsü (IREX) ve JWST’nin NIRISS ARAÇI için baş araştırmacı.
Bu yaklaşım, ekibin geleneksel teleskop görüntülemesinin tespit edemediği özellikleri ortaya çıkarmasına izin verdi, bu da bu çalışmayı güçlü uzay tabanlı teleskopla bu tür gözlemler için çığır açan bir kavram kanıtı haline getirdi. Ayrıntıları daha önce hiç elde edilmeyen bir seviyede görme yeteneği ile JWST, gezegenleri ve kökenlerini inceleme şeklimizi devrim yaratıyor.
“Bu çalışma JWST’nin nasıl tamamen yeni bir şey yapabileceğini gösteriyor.” “Gezegenlere daha önce hiç yapmadığımız şekilde bakmak için yenilikçi teknikler kullanıyoruz.”
Hala yapım aşamasında büyüyen gezegenler
JWST gözlemleri, hala oluşma sürecinde iki dev gezegenin varlığını doğruladı. Bu gezegenler diskten malzeme çekiyorlar, tıpkı bir kule inşa etmek için yapı taşlarını kapan çocuklar gibi. Araştırmacılar, JWST’nin Niriss enstrümanını kullanarak orta kızılötesindeki gezegenlerin ışığını ölçtü ve her iki gezegenin de gaz biriktirdiğini belirledi-gelişimlerinde kritik bir aşama. PDS 70 B ve PDS 70 C’nin güçlü algılama imzaları, parlaklıklarının ve yerlerinin hassas ölçümlerine izin verdi.
Bu bulgular, gezegenlerin hala diskteki malzeme için ev sahibi yıldızlarıyla büyüdüğüne ve rekabet ettiğine dair doğrudan kanıtlar sunar ve gezegenlerin bir “birikim” süreci ile oluşturduğu fikrini desteklemekte, yavaş yavaş kütleden gaz ve tozdan toz çeker. Büyüme aşamalarındaki bu nadir gezegen görüntüsü, bilim adamlarının Jüpiter ve Satürn gibi dünyaların kendi güneş sistemimizde nasıl oluşmuş olabileceğini anlamalarına yardımcı olabilir.
“Bu gözlemler bize gezegen oluşumuna olduğu gibi tanık olmak için inanılmaz bir fırsat sunuyor. Biriken malzeme eyleminde gezegenleri görmek, gezegen sistemlerinin nasıl oluştuğu ve geliştiği hakkında uzun süredir devam eden soruları cevaplamamıza yardımcı oluyor. Gözler, “diyor Kanada Ulusal Araştırma Konseyi (NRC) Herzberg Astronomi ve Astrofizik Araştırma Merkezi’nin baş araştırma görevlisi Doug Johnstone.
‘Yapımdaki aylar’ ipuçları
Veriler ayrıca gezegenlerin etraflarında çevre diskleri adı verilen malzeme halkaları olabileceğini göstermektedir. Bu diskler, bugün Jüpiter ve Satürn’ün yörüngesinde olanlar gibi ayların oluştuğu yer olabilir.
Daha kısa dalga boylarında PDS 70 B ve PDS 70 ° C’nin önceki gözlemleri büyük ölçüde düşük kütleli yıldızlar ve kahverengi cüceler için tasarlanmış modellerle açıklanmıştır. Bununla birlikte, bu gezegenleri incelemek için şimdiye kadar kullanılan en uzun dalga boylarında yapılan yeni JWST gözlemleri, bu modeller tarafından tam olarak açıklanamayan ekstra ışığı yeniden canlandırdı.
Bu ekstra ışık, gezegenleri çevreleyen sıcak malzemenin varlığını ima eder, muhtemelen gezegenlere aktif olarak akan malzeme disklerinden. Bu yeni kanıt, ay sistemlerinin oluşumunda ve gezegenlerin büyümesinde kritik bir rol oynadığına inanılan çevresel diskler için davayı güçlendiriyor.
Gezegen bilimi için bir adım ileri
PDS 70’deki keşifler, gökbilimcilere gezegenlerin ve yıldızların nasıl oluştuğunu ve birlikte geliştiklerini daha net bir resim sunuyor. Bu gezegenlerin büyümesini ve çevreleriyle etkileşime girmesini izleyerek bilim adamları, gezegen sistemlerinin – kendimiz gibi – nasıl geldiğini öğreniyorlar.
Blakely, “Bu, sadece bir yürümeye başlayan çocukken güneş sistemimizin bir aile fotoğrafını görmek gibi.” Dedi. “Bir sistemden ne kadar öğrenebileceğimizi düşünmek inanılmaz.”
PDS 70 için sırada ne var?
Belki de en ilgi çekici keşif, protoplantary diskin boşluğu içinde zayıf, çözülmemiş bir ışık kaynağının tespiti idi. Bu emisyonun doğası belirsiz olmakla birlikte, gaz ve tozun spiral kolu veya hatta sistemde oluşan üçüncü bir gezegen gibi bir yapıyı temsil edebilir.
JWST’nin Miri ve Nircam dahil olmak üzere diğer enstrümanlarıyla takip gözlemleri, parıltının yeni bir gezegen, bir disk özelliği mi yoksa tamamen beklenmedik bir şey olup olmadığını doğrulamak için kritik olacaktır.
