Kutatók egy csoportjának tanulmánysorozata új megvilágításba helyezte a bolygókeletkezés lenyűgöző és összetett folyamatát. A Európai Déli Obszervatórium Nagyon Nagy Távcsövének (ESO VLT) segítségével készített felvételek a bolygókeletkezési korongokkal kapcsolatos egyik legnagyobb felmérés részeként készültek. A kutatás több mint 80 fiatal csillag megfigyelését gyűjti össze, amelyek körül nagy valószínűséggel bolygók alakulnak ki, így a rengeteg adat által egyedülálló betekintést nyújtanak a galaxisunk különböző régióiban megfigyelhető bolygók keletkezésének módjáról.
„Az egyes csillagrendszerek intenzív tanulmányozásától eljutottunk a teljes csillagkeletkezési tartományok áttekintéséig.” – nyilatkozta Christian Ginski, az írországi Galway Egyetem oktatója, aki az Astronomy & Astrophysics folyóiratban megjelent három új tanulmány egyikének vezető szerzője.
Eddig több mint 5000 bolygót fedeztek fel, amelyek más csillagok körül keringenek, gyakran a saját Naprendszerünktől jelentősen eltérő rendszerekben. Ahhoz, hogy megértsük, hol és hogyan keletkezik ez a sokféleség, a csillagászoknak meg kell figyelniük a porban és gázban gazdag korongokat, amelyek a fiatal csillagokat beburkolják, és amelyek a bolygókeletkezés bölcsői. Ezek leginkább azokban a hatalmas gázfelhőkben találhatóak, ahol maguk a csillagok is kialakulnak.
Az érett bolygórendszerekhez hasonlóan az új képek a bolygóképző korongok rendkívüli sokszínűségét mutatják. „E korongok némelyike hatalmas spirálkarokat mutat, amelyeket feltehetően a keringő bolygók bonyolult balettje tartja fenn” – mondta Ginski. „Másokon gyűrűk és nagy üregek láthatók, amelyeket bolygók formálnak ki, míg mások egyenletesnek és szinte szunnyadónak tűnnek ebben a nyüzsgő tevékenységben” – teszi hozzá Antonio Garufi, az Olasz Nemzeti Asztrofizikai Intézet (INAF) Arcetri Asztrofizikai Obszervatóriumának csillagásza és az egyik cikk vezető szerzője.
A kutatócsoport összesen 86 csillagot tanulmányozott galaxisunk három különböző csillagkeletkezési tartományában: a kb. 600 fényévre található Taurus és a Chamaeleon I régiókat, valamint a kb. 1600 fényévre elhelyezkedő, gázban gazdag Orion-felhőt, amelyről ismert, hogy számos, a Napnál nagyobb tömegű csillag szülőhelye. A megfigyeléseket több mint tíz ország tudósaiból álló nemzetközi csoport gyűjtötte össze.
A kutatócsoport számára ez az adathalmaz kulcsfontosságú betekintést engedett a bolygókeletkezés világába. Az Orionban például azt találták, hogy a két vagy több csillagot tartalmazó csoportok tagjainál kisebb valószínűségű a nagy bolygóképző korong. Ez jelentős eredmény, tekintve, hogy Napunkkal ellentétben galaxisunk legtöbb csillagának vannak kísérői. Emellett a korongok egyenetlen megjelenése ebben a régióban azt sugallja, hogy hatalmas bolygók ágyazódhattak be bennük, ami a korongok elgörbülését okozhatja, és így azok forgástengelye eltérhet a csillag forgástengelyétől.
Míg a bolygókat képző korongok több százszor nagyobb távolságra is kiterjedhetnek, mint a Föld–Nap-távolság, tőlünk több száz fényévnyire való elhelyezkedésük miatt apró tűszúrásokként jelennek meg az éjszakai égbolton. A korongok megfigyeléséhez a csapat az ESO Nagyon Nagy Távcsövére szerelt érzékeny exobolygó-kutatási eszközt, a SPHERE-t használta. A SPHERE legmodernebb extrém adaptív optikai rendszere korrigálja a Föld légkörének turbulens hatásait, így éles képeket készít a korongokról. Így a kutatócsoport a Nap tömegének felét elérő tömegű csillagok körüli korongokat tudott megörökíteni, amelyek általában túl halványak a legtöbb jelenlegi műszer számára. A felméréshez további adatokat szereztek a VLT X-shooter műszerével, amely lehetővé tette a csillagászok számára, hogy megállapítsák, milyen korúak és tömegűek a csillagok. Az Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), amelyben az ESO is partner, az egyes csillagokat körülvevő por mennyiségének meghatározásában segített.
A technológia fejlődésével a kutatócsoport azt reméli, hogy még mélyebben elmerülhet a bolygókeletkezési rendszerek szívében. Az ESO hamarosan elkészülő Rendkívül Nagy Távcsöve (Extremely Large Telescope, ELT) nagy, 39 méteres tükre például lehetővé teszi a csapat számára, hogy tanulmányozza a fiatal csillagok körüli legbelső területeket, ahol a miénkhez hasonló kőzetbolygók kialakulhatnak.
Egyelőre ezek a látványos képek adatokkal teli kincsesládát jelentenek a kutatóknak, amelyek segítenek feltárni a bolygókeletkezés titkait. „Szinte költői, hogy ilyen szépek azok a folyamatok, amelyek a bolygók kialakulásának és végső soron az életnek a kezdetét jelzik a saját Naprendszerünkben” – összegzi Per-Gunnar Valegård, a hollandiai Amszterdami Egyetem doktorandusza, aki az Orion-tanulmányt vezette. Valegård, aki részmunkaidős tanár a hollandiai International School Hilversumban, azt reméli, hogy a képek arra ösztönzik majd tanítványait, hogy a jövőben tudósokká váljanak.
Forrás: ESO
