Hubble vindt een planeet die zich op een onconventionele manier vormt

[univers]

ER ZIJN AANWIJZINGEN VOOR EEN GEWELDDADIGE INEENSTORTING DIE VERANTWOORDELIJK IS VOOR DE VORMING VAN EEN JUPITER-ACHTIGE PROTOPLANEET

Over het algemeen kan de vorming van planeten in ons universum worden vergeleken met het koken van een maaltijd. Net zoals de "ingrediënten" voor het vormen van een planeet kunnen veranderen, zo kan de "kookmethode".

Onderzoekers die de Hubble-ruimtetelescoop gebruiken, hebben een planeet betrapt op wat kan worden vergeleken met een "flash-fry" - een gewelddadig en intens proces dat schijfinstabiliteit wordt genoemd. Bij deze methode, in plaats van een planeet te hebben die groeit en zich opbouwt vanuit een kleine kern die materie en gas verzamelt, koelt de protoplanetaire schijf rond een ster af, en de zwaartekracht zorgt ervoor dat deze uiteenvalt in een of meer planeetmassafragmenten.

Astronomen hebben lang gezocht naar duidelijk bewijs van dit proces als een levensvatbare kandidaat bij het vormen van grote, Jupiter-achtige planeten, en Hubble's resolutie en levensduur bleken een belangrijk ontbrekend puzzelstukje te zijn.

NASA's Hubble-ruimtetelescoop heeft rechtstreeks bewijs gefotografeerd van een Jupiter-achtige protoplaneet die zich vormt door wat onderzoekers beschrijven als een 'intens en gewelddadig proces'. Deze ontdekking ondersteunt een langbesproken theorie over hoe planeten zoals Jupiter zich vormen, genaamd 'schijfinstabiliteit'.

De nieuwe wereld in aanbouw is ingebed in een protoplanetaire schijf van stof en gas met een duidelijke spiraalstructuur die ronddraait en een jonge ster omringt die naar schatting ongeveer 2 miljoen jaar oud is. Dat is ongeveer de leeftijd van ons zonnestelsel toen de planeetvorming aan de gang was. (De leeftijd van het zonnestelsel is momenteel 4,6 miljard jaar.)

"De natuur is slim; ze kan op verschillende manieren planeten produceren", zegt Thayne Currie van de Subaru Telescope en Eureka Scientific, hoofdonderzoeker van het onderzoek.

Alle planeten zijn gemaakt van materiaal dat is ontstaan ​​in een circumstellaire schijf. De dominante theorie voor de vorming van joviaanse planeten wordt 'kernaccretie' genoemd, een bottom-up benadering waarbij planeten die in de schijf zijn ingebed groeien van kleine objecten - met afmetingen variërend van stofkorrels tot rotsblokken - die met elkaar botsen en aan elkaar plakken terwijl ze om een ​​ster draaien. Deze kern verzamelt vervolgens langzaam gas uit de schijf. De schijfinstabiliteitsbenadering daarentegen is een top-downmodel waarbij als een massieve schijf rond een ster afkoelt, de zwaartekracht ervoor zorgt dat de schijf snel uiteenvalt in een of meer fragmenten van planeetmassa.

De nieuw gevormde planeet, AB Aurigae b genaamd, is waarschijnlijk ongeveer negen keer massiever dan Jupiter en draait om zijn moederster op maar liefst 8,6 miljard mijl - meer dan twee keer verder dan Pluto van onze zon is. Op die afstand zou het erg lang, of nooit, duren voordat een planeet ter grootte van Jupiter zou worden gevormd door kernaccretie. Dit leidt ertoe dat onderzoekers concluderen dat de schijfinstabiliteit het mogelijk heeft gemaakt dat deze planeet zich op zo'n grote afstand heeft gevormd. En het staat in schril contrast met de verwachtingen van planeetvorming door het algemeen aanvaarde kernaanwasmodel.

De nieuwe analyse combineert gegevens van twee Hubble-instrumenten: de Space Telescope Imaging Spectrograph en de Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrograph. Deze gegevens werden vergeleken met die van een ultramodern planeetbeeldinstrument genaamd SCExAO op de Japanse 8,2-meter Subaru-telescoop op de top van Mauna Kea, Hawaii. De schat aan gegevens uit de ruimte en telescopen op de grond bleken van cruciaal belang, omdat het erg moeilijk is om onderscheid te maken tussen jonge planeten en complexe schijfkenmerken die niets met planeten te maken hebben.

"Het interpreteren van dit systeem is een enorme uitdaging," zei Currie. "Dit is een van de redenen waarom we Hubble nodig hadden voor dit project: een schoon beeld om het licht beter te scheiden van de schijf en elke planeet."

De natuur zelf bood ook een helpende hand: de enorme schijf van stof en gas die rond de ster AB Aurigae wervelt, is vanaf de aarde bijna recht naar ons toe gekanteld.

Currie benadrukte dat de lange levensduur van Hubble een bijzondere rol speelde bij het helpen van onderzoekers om de baan van de protoplaneet te meten. Hij was aanvankelijk erg sceptisch dat AB Aurigae b een planeet was. De archiefgegevens van Hubble, gecombineerd met beeldmateriaal van Subaru, bleken een keerpunt te zijn om van gedachten te veranderen.

"We konden deze beweging niet detecteren in de orde van een jaar of twee jaar", zei Currie. "Hubble gaf een tijdbasislijn, gecombineerd met Subaru-gegevens, van 13 jaar, wat voldoende was om orbitale beweging te detecteren."

"Dit resultaat maakt gebruik van grond- en ruimtewaarnemingen en we gaan terug in de tijd met Hubble-archiefwaarnemingen", voegde Olivier Guyon van de Universiteit van Arizona, Tucson en Subaru Telescope, Hawaii toe. "AB Aurigae b is nu op meerdere golflengten bekeken en er is een consistent beeld ontstaan ​​- een die erg solide is."

https://hubblesite.org/contents/news-re ... s-2022-016