Карр и другие члены исследовательской группы намеревались изучить протопланетный диск вокруг звезды, известной как HD 100546, и, как это иногда бывает в научных исследованиях, «случайно» они наткнулись на формирование планеты, вращающейся вокруг этой звезды. Протопланетный диск или околозвездный диск — это очень большой диск из материала, вращающийся вокруг недавно сформированной звезды, из которой может образоваться планетная система.
Команда изучала теплый газ в этом диске, используя метод, называемый спектроастрометрией, который позволяет астрономам обнаруживать небольшие изменения в положении движущегося газа.Исследователи обнаружили «лишний» источник газообразного выброса из молекул окиси углерода, который нельзя объяснить одним только протопланетным диском. Отслеживая изменения скорости и положения этого дополнительного излучения за годы наблюдений, они смогли показать, что оно вращается вокруг молодой звезды. Расстояние от звезды несколько больше, чем расстояние Сатурна от Солнца.
Данные свидетельствуют о том, что они наблюдают горячий газ, окружающий молодую планету, вращающуюся вокруг нее. Карр отмечает, что вместо того, чтобы видеть планету напрямую, они обнаруживают газ, когда он кружится вокруг и на формирующейся планете.Благодаря моделированию, выполненному доктором Шоном Бриттэном, астрофизиком из Университета Клемсона и ведущим автором статьи, а также с помощью дополнительных данных, собранных командой для подтверждения своей первоначальной гипотезы, они смогли исследовать дополнительное излучение, когда оно вращалось вокруг звезды. Авторы пришли к выводу, что вероятным объяснением наблюдений является небольшой околопланетный диск горячего газа, вращающийся вокруг формирующейся планеты.
Планета-кандидат будет газовым гигантом, по меньшей мере, в три раза превышающим массу Юпитера. Теория состоит в том, что материал большого протопланетного диска поступает в околопланетный диск, который затем поступает на растущую планету.
Следовательно, околопланетный диск играет посредническую роль в росте планеты. Остатки околопланетного диска также могут дать рождение спутникам, таким как те, что наблюдаются вокруг Юпитера в нашей солнечной системе. Как объясняет Карр, новым аспектом этого нового доказательства образования планет является возможное обнаружение околопланетного диска.Исследование группы основано на четырех наборах наблюдений, собранных в 2003, 2006, 2010 и 2013 годах.
Они использовали обсерваторию Близнецов и Очень большой телескоп в Европейской южной обсерватории, которые расположены в Чили. Обсерватория Джемини состоит из двух оптических / инфракрасных телескопов диаметром 8,1 метра, расположенных в горах на Гавайях и в Чили.
VLT — это не один телескоп, а массив из четырех, каждый с главным зеркалом диаметром 8,2 метра. Данные были собраны с помощью инфракрасных спектрографов высокого разрешения, которые позволили точно измерить движение молекулярного газа, окружающего звезду.«Эти результаты предоставляют редкую возможность, — говорит Карр, — изучить формирование планет в действии.
Наш анализ убедительно показывает, что мы наблюдаем диск горячего газа, который окружает формирующуюся гигантскую планету на орбите вокруг звезды. В то время как такие околопланетные диски были Теоретически предполагается, что они окружают планеты-гиганты при рождении и контролируют поток газа на растущую планету, эти результаты являются первым наблюдательным доказательством их существования.
Если наша интерпретация верна, мы, по сути, видим планету, застрявшую в процессе формирования ».Забегая вперед, команда хотела бы продолжить наблюдение за движением планеты и получить дополнительные данные, чтобы лучше определить свойства околопланетного диска.
Они предсказывают, что планета и ее диск исчезнут из поля зрения примерно через два года, когда они будут скрыты внутренним краем околозвездного диска. Таким образом, если модель команды верна, сигнатура вращающейся вокруг планеты не будет видна еще 15 лет, пока ее орбита не вернет ее в поле зрения.