Megtalálták miből lesz a csere… az óriásbolygó

Először mutattak ki óriásbolygók alapjául szolgáló anyagcsomókat egy fiatal csillag körül. A nemzetközi csillagászati együttműködésben magyar tudós, Kóspál Ágnes, a Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont Konkoly Thege Miklós Csillagászati Intézetének (CSFK CSI) tudományos tanácsadója is részt vett.

A kutatók a V960 Mon jelű csillag közelében az Európai Déli Obszervatórium (ESO) Nagyon Nagy Távcsöve (Very Large Telescope, VLT) és az Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) rádióantenna-rendszer  segítségével nagyméretű, porban gazdag anyagcsomókat figyeltek meg; most először mutattak ki olyan csomókat egy fiatal csillag körül, amelyek a későbbiekben gravitációs összeomlás által óriásbolygókat hozhatnak létre. A csillag a Földtől több mint ötezer fényévnyire található a Monoceros (Egyszarvú) csillagképben, először 2014-ben keltette fel a csillagászok figyelmét, amikor egy kitörés során fényessége váratlanul több mint hússzorosára növekedett.

A Kóspál által vezetett felmérésnek része volt a V960 Mon is, ebben ALMA-mérések segítségével azt állapították meg, hogy a fiatal kitörő csillagok körüli korongok a kitöréseket nem mutató normális fiatal csillagok korongjainál jellemzően kisebbek, ugyanakkor nagyobb tömegűek. Az eredmények arra utaltak, hogy ezek többsége gravitációsan instabil lehet, azaz a csillag körül keringő anyag összecsomósodhat, majd a csomók összeomolhatnak.

Megszondázták a poros anyag felszínét

A spirálkarok felfedezése nyomán a csillagászok Philipp Weber (Santiagoi Egyetem, Chile) vezetésével újra megvizsgálták a korábbi ALMA-méréseket. A VLT-megfigyelések a csillag körüli poros anyag felszínét szondázzák, míg az ALMA mélyebbre tud bepillantani annak szerkezetébe. Az ALMA-mérések alapos új feldolgozása révén nyilvánvalóvá vált, hogy a V960 Mon körüli spirálkarok tényleg széttöredeznek, ami a bolygókéhoz hasonló tömegű csomók kialakulását eredményezi. A felfedezés azért igazán jelentős, mert a kutatók először mutattak ki olyan csomókat egy fiatal csillag körül, amelyek potenciálisan óriásbolygókká fejlődhetnek.

A CSFK közleményében hangsúlyozza, hogy a csillagászok szerint az óriásbolygók keletkezése kétféle módon lehetséges: vagy egy fokozatos növekedési folyamat révén jönnek létre, amelynek során a bolygókezdemények összeütköznek és összetapadnak, vagy gravitációs instabilitás révén, amikor a csillag körüli anyag nagyobb darabjai összehúzódnak és összeomlanak. Míg az előbbi forgatókönyvre a kutatók korábban már találtak bizonyítékot, az utóbbira eddig kevés jel utalt, a mostani megfigyelések pedig elsőként igazolják, hogy a gravitációs instabilitás a bolygók méret- és tömegskáláján is megtörténhet.

Az ESO különböző műszereivel a csillagászok minden eddiginél több részletet figyelhetnek meg e születőben lévő lenyűgöző bolygórendszerről. Ebben hamarosan kulcsszerepet fog játszani az ESO Rendkívül Nagy Távcsöve (Extremely Large Telescope, ELT) is, amely a chilei Atacama-sivatagban épül. Az ELT lehetővé teszi majd, hogy a kutatók többet megtudjanak a V960 Mon körül felfedezett csomók kémiai tulajdonságairól, és feltárják annak az anyagnak az összetételét, amelyből a bolygók keletkezhetnek. Kóspál munkáját az Európai Kutatási Tanács (ERC) is támogatja, a tanulmány elkészítésében chilei, amerikai, olasz, magyar és tajvani kutatóintézetek munkatársai vettek részt.