นี่คือครั้งแรก นักดาราศาสตร์ดูดวงจันทร์ก่อตัวขึ้นรอบดาวเคราะห์นอกระบบ

นักดาราศาสตร์ได้ค้นพบเป็นครั้งแรกที่ดวงจันทร์ก่อตัวขึ้นในดิสก์ของเศษรอบดาวเคราะห์นอกระบบขนาดใหญ่ นักดาราศาสตร์สงสัยว่าเป็นเวลานานว่านี่เป็นดาวเคราะห์ขนาดใหญ่เช่นจูปิเตอร์ในระบบสุริยะของเรา - รับดวงจันทร์ของพวกมัน มันเกิดขึ้นรอบดาวฤกษ์อายุน้อยที่ชื่อ PDS 70 ซึ่งอยู่ห่างออกไป 370 ปีแสงในกลุ่มดาว Centaurus

“ เป็นครั้งแรกที่เราสามารถเห็นสัญญาณบอกเล่าเรื่องราวของแผ่นดิสก์ที่ล้อมรอบ…”

Andrea Isella ผู้เขียนหลักมหาวิทยาลัยไรซ์

ทฤษฎีที่ได้รับการยอมรับว่าดาวเคราะห์ก่อตัวอย่างไรเรียกว่าสมมติฐานของเนบิวลา ทุกอย่างเริ่มต้นด้วยการก่อตัวของดาวฤกษ์ในกลุ่มเมฆก๊าซขนาดมหึมาที่เรียกว่าเมฆโมเลกุลขนาดยักษ์ (GMC) ในขณะที่ดาวก่อตัวเมฆจะถูกก่อตัวเป็นดิสก์ที่หมุนได้ของก๊าซและฝุ่นที่เรียกว่าดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์หรือดิสก์วงรอบดาวฤกษ์ สสารเริ่มรวมตัวกันเป็นกลุ่มในดิสก์นี้และกลุ่มเหล่านี้กลายเป็นดาวเคราะห์

หากมวลของดาวเคราะห์ที่ก่อตัวในดิสก์เติบโตมากกว่ามวลโลกประมาณ 10 เท่ามีสิ่งอื่นเกิดขึ้น เนื่องจากมวลของมันดาวเคราะห์ดวงนั้นจึงเปิดช่องว่างในดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์ เมื่อวัตถุผ่านช่องว่างนั้นมันสามารถเข้าใกล้ดาวเคราะห์มากพอที่แรงโน้มถ่วงของโลกจะควบคุมแรงโน้มถ่วงของดาวฤกษ์แม่ วัตถุนั้นถูกขังอยู่ในดิสก์รอบนอก (CPD) ที่หมุนรอบโลกเช่นดิสก์ภายในดิสก์

เนื้อหาส่วนใหญ่ในดิสก์รอบนอกถูกเพิ่มเข้าสู่ดาวเคราะห์ที่กำลังก่อตัว แต่ไม่ใช่ทั้งหมด กองกำลังเดียวกับที่สร้างดาวเคราะห์ออกจากดิสก์วงรอบดวงดาวทำงานได้ พวกมันสามารถสร้างดวงจันทร์ออกจากวัตถุที่หมุนรอบตัวในดิสก์รอบโลก

ตอนนี้ทีมนักดาราศาสตร์ได้ค้นพบแผ่นดิสก์ของดาวเคราะห์ดวงนี้และดวงจันทร์ที่ก่อตัวในนั้นเป็นครั้งแรก

ผู้เขียนหลักของการศึกษาสรุปการค้นพบนี้คือ Andrea Isella นักดาราศาสตร์จาก Rice University ในฮูสตันเท็กซัส การค้นพบนี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Astrophysical Journal และมีชื่อว่า“ การตรวจจับการปล่อยซับมินิมิเตอร์ต่อเนื่องที่เกี่ยวข้องกับผู้สมัคร Protoplanets

“ ดาวเคราะห์ก่อตัวจากดิสก์ของก๊าซและฝุ่นรอบ ๆ ดาวฤกษ์ก่อตัวใหม่และถ้าดาวเคราะห์มีขนาดใหญ่พอมันก็สามารถก่อตัวดิสก์ของมันเองเมื่อมันรวบรวมวัตถุในวงโคจรรอบดาวฤกษ์ “ ดาวพฤหัสบดีและดวงจันทร์ของมันเป็นระบบดาวเคราะห์เพียงเล็กน้อยในระบบสุริยะของเราและเชื่อว่าดวงจันทร์ของดาวพฤหัสนั้นเกิดขึ้นจากดิสก์รอบนอกเมื่อดาวพฤหัสอายุน้อยมาก”

มันเกิดขึ้นรอบดาวฤกษ์ PDS 70 ดาวนั้นอยู่ในข่าวเมื่อประมาณหนึ่งปีที่แล้วเมื่อนักดาราศาสตร์จับภาพดาวเคราะห์ที่เพิ่งก่อตัวขึ้นเป็นครั้งแรกในดิสก์รอบดาวฤกษ์ ดาวเคราะห์ดวงนั้นเรียกว่า PDS 70b การค้นพบนั้นเป็นข่าวใหญ่ในเวลานั้นด้วยเหตุผลที่ดี

PDS 70b ไม่ใช่ดาวเคราะห์เพียงดวงเดียวที่โคจรรอบดาวฤกษ์ มีดาวเคราะห์ดวงอื่น PDS 70c อยู่ในวงโคจรและพวกเขาทั้งคู่เป็นดาวก๊าซยักษ์ ดาวเคราะห์ทั้งสองนั้นถูกตรวจพบโดยกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มากแห่งยุโรป (ESO) (VLT) ในด้านแสงและอินฟราเรด การเปล่งประกายของไฮโดรเจนอย่างอบอุ่นเข้ามาในดาวเคราะห์คู่หนึ่งเป็นสิ่งที่ทำให้พวกมันหายไป

ทีมรวมการสำรวจ VLT กับการสำรวจทางวิทยุใหม่จากอาร์มาม่า Large Millimeter / Sub-Millimeter Array (ALMA) ผลที่ได้คือหลักฐานที่น่าเชื่อถือเกี่ยวกับดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์รอบดาวฤกษ์นอกสุด PDS 70c

Andrea Isella ผู้เขียนนำกล่าวว่าเป็นครั้งแรกที่เราสามารถเห็นสัญญาณบอกเล่าเรื่องราวของแผ่นดาวเคราะห์ที่รอบด้านซึ่งช่วยสนับสนุนทฤษฎีการก่อตัวดาวเคราะห์จำนวนมากในปัจจุบัน

“ จากการเปรียบเทียบการสังเกตของเรากับภาพอินฟราเรดและภาพความละเอียดสูงเราสามารถเห็นได้อย่างชัดเจนว่าความเข้มข้นของอนุภาคฝุ่นขนาดเล็กที่น่าสงสัยนั้นเป็นดิสก์ฝุ่นที่คาดว่าเป็นดาวเคราะห์ซึ่งเป็นคุณสมบัติแรกที่สังเกตได้อย่างแน่นอน” เขากล่าว นักวิจัยกล่าวว่านี่เป็นครั้งแรกที่มีการเห็นดาวเคราะห์อย่างชัดเจนในแถบแสงทั้งสามดวงนี้

ตอบคำถามหนึ่งข้อถามอีกข้อหนึ่งถาม

PDS 70b และ c แสดงลักษณะที่แตกต่างกันและทีมที่อยู่เบื้องหลังการศึกษานี้ไม่แน่ใจว่ามันหมายถึงอะไรทั้งหมด

“ สิ่งนี้คืออะไรและความหมายสำหรับระบบดาวเคราะห์นี้ยังไม่เป็นที่รู้จัก”

Andrea Isella ผู้เขียนหลักมหาวิทยาลัยไรซ์

PDS 70c เป็นดาวฤกษ์ชั้นนอกสุดของคู่อยู่ไกลจากดาวฤกษ์มากที่สุดเท่าที่ดาวเนปจูนมาจากดวงอาทิตย์ อยู่ในตำแหน่งเดียวกันกับฝุ่นผงที่เห็นในข้อมูล ALMA เนื่องจากดาวเคราะห์ดวงนี้ส่องแสงอย่างสว่างไสวในแถบแสงอินฟราเรดและไฮโดรเจนนักดาราศาสตร์จึงสามารถพูดได้อย่างมั่นใจว่าดาวเคราะห์ที่ก่อตัวขึ้นอย่างสมบูรณ์นั้นอยู่ในวงโคจรที่นั่น แถบอินฟราเรดและไฮโดรเจนที่สว่างสดใสแสดงให้เห็นว่าก๊าซใกล้เคียงยังคงได้รับการต้อนรับบนพื้นผิวของดาวเคราะห์ทำให้การเติบโตของวัยรุ่นโตขึ้น

นักดาราศาสตร์ประเมินว่า PDS 70c นั้นมีมวลประมาณ 1 ถึง 10 เท่าของดาวพฤหัส “ หากดาวเคราะห์อยู่ในจุดสิ้นสุดที่ใหญ่กว่าของการประเมินมันเป็นไปได้มากที่อาจมีดวงจันทร์ขนาดดาวเคราะห์ก่อตัวรอบตัวมัน” ไอเอลล่ากล่าว

แต่ PDS 70b มีอย่างอื่นเกิดขึ้น ดาวเคราะห์นั้นซึ่งอยู่ห่างจากดาวฤกษ์ใกล้เคียงกับดาวยูเรนัสนั้นมาจากดวงอาทิตย์มีฝุ่นจำนวนมากที่อยู่ด้านหลังเหมือนหาง และนักดาราศาสตร์ก็ไม่แน่ใจว่ามันเข้ากันได้ดีแค่ไหน

“ สิ่งนี้คืออะไรและมันหมายถึงอะไรสำหรับระบบดาวเคราะห์นี้ยังไม่เป็นที่ทราบ” Isella กล่าว “ สิ่งเดียวที่สรุปได้ที่เราสามารถพูดได้ก็คือมันยังห่างไกลจากโลกมากพอที่จะเป็นคุณสมบัติอิสระ”

นักดาราศาสตร์ค่อนข้างแน่ใจว่ากระบวนการที่พวกเขาสามารถมองเห็นได้รอบ PDS 70c นั้นเป็นกระบวนการเดียวกับที่ทำงานเพื่อสร้างดวงจันทร์ของดาวพฤหัสบดี อย่างไรก็ตามเป็นเรื่องที่น่าสังเกตว่ายักษ์ใหญ่ดวงอื่น ๆ ในระบบสุริยะของเรานั้นแตกต่างจากดาวพฤหัสบดี ดวงจันทร์ของดาวเสาร์อาจถูกสร้างขึ้นเนื่องจากดิสก์ดาวฤกษ์ แต่วงแหวนน้ำแข็งของมันน่าจะถูกสร้างขึ้นโดยดาวหางและร่างหินอื่น ๆ กระแทกเข้าหากัน

ระบบดาวเคราะห์นอกระบบเหล่านี้สังเกตเห็นได้ยากในแสงและแสงอินฟราเรด พลังงานจากดาวฤกษ์ในส่วนต่าง ๆ ของสเปกตรัมนั้นกลบแสงจากดาวเคราะห์ออกไป แต่ไม่ใช่สำหรับ ALMA

ALMA มุ่งเน้นไปที่คลื่นวิทยุและดาวเปล่งคลื่นวิทยุเพียงเล็กน้อยเท่านั้น ทีมบอกว่าพวกเขาสามารถสังเกตระบบ PDS 70 กับ ALMA เพื่อดูต่อไปเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงและพัฒนา

“ นี่หมายความว่าเราจะสามารถกลับมาที่ระบบนี้ในช่วงเวลาที่ต่างกันและทำแผนที่วงโคจรของดาวเคราะห์และความเข้มข้นของฝุ่นในระบบได้ง่ายขึ้น” Isella กล่าวสรุป “ สิ่งนี้จะให้ข้อมูลเชิงลึกที่เป็นเอกลักษณ์แก่เราเกี่ยวกับคุณสมบัติการโคจรของระบบสุริยะในขั้นตอนแรกสุดของการพัฒนา”

การค้นพบดิสก์รอบนอกและดวงจันทร์ที่น่าจะเกิดขึ้นนั้นน่าสนใจในสิทธิของตนเอง แต่วิธีที่ทีมค้นพบดิสก์ก็มีแนวโน้มที่จะมีอนาคตด้วยเช่นกัน ในขณะที่คนอื่นได้รับการค้นพบการศึกษาครั้งนี้เป็นที่น่าเชื่อที่สุด

“ มีดาวเคราะห์จำนวนหนึ่งที่ถูกตรวจจับในดิสก์ แต่นี่เป็นสนามใหม่มากและพวกมันก็ยังถกเถียงกันอยู่” Isella กล่าว “ (PDS 70 b และ PDS 70 c) เป็นกลุ่มที่มีความแข็งแกร่งที่สุดเนื่องจากมีการสังเกตอย่างอิสระด้วยเครื่องมือและเทคนิคที่แตกต่างกัน”

ในบทสรุปของเอกสารของพวกเขาผู้เขียนกล่าวว่า“ เราให้เหตุผลว่าการสังเกตแบบใช้เลนส์ NIR และ (ย่อย) นั้นมีความสมบูรณ์สูงเพราะพวกมันตรวจสอบกระบวนการการสะสมของดาวเคราะห์ที่หลากหลายและได้รับผลกระทบจากข้อผิดพลาดของระบบที่แตกต่างกัน” พวกเขายังทราบว่า ALMA เพียงอย่างเดียวไม่สามารถทำงานได้ ด้วยการรวมข้อสังเกตที่แตกต่างกันพวกเขาได้เปิดดาวเคราะห์นอกระบบเหล่านี้และดิสก์ของพวกเขาเพื่อการศึกษาที่มีรายละเอียดมากขึ้น

จากการศึกษา:“ เมื่อ ALMA และกล้องโทรทรรศน์ออปติคัลที่มีอยู่กำลังเข้าถึงความสามารถในการถ่ายภาพเต็มรูปแบบการสำรวจรอบดาวฤกษ์ใกล้เคียงที่มีลักษณะเป็นโพรงและช่องว่างคล้ายกับที่พบใน PDS 70 อาจเปิดเผยดาวเคราะห์ที่เพิ่งเกิดปฏิกิริยากับดิสก์ของตน การสังเกตดังกล่าวเป็นพื้นฐานในการตรวจสอบกระบวนการที่รับผิดชอบการก่อตัวของระบบดาวเคราะห์”

แหล่งที่มา:

• ข่าวประชาสัมพันธ์: 'ดิสก์วงรอบดวงจันทร์ขึ้นรูปที่ค้นพบในระบบดาวไกลโพ้น
• ข่าวประชาสัมพันธ์: ดิสก์ก่อตัวเป็นดวงจันทร์ถูกค้นพบรอบดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างไกล
• รายงานการวิจัย: การตรวจจับการปล่อยซับมิเตอริมิเตอร์แบบต่อเนื่องที่เกี่ยวข้องกับโปรโตพลาเนตของผู้สมัคร