Astronomowie twierdzą, że gdy nasze Słońce było jeszcze młode, było otoczone dyskiem pyłu i gazu, z którego ostatecznie powstały planety. Istnieje również teoria, że większość gwiazd we Wszechświecie jest początkowo otoczona w ten sposób „dyskiem protoplanetarnym”, i że w około 30% przypadków dyski te staną się planetą lub układem planet.
Zwykle uważa się, że dyski te krążą wokół pasma równikowego (inaczej ekliptyki) gwiazdy lub układu gwiazd. Jednak nowe badania przeprowadzone przez międzynarodową grupę naukowców odkryły pierwszy przykład podwójnego układu gwiazd, w którym orientacja została odwrócona, a dysk krąży teraz wokół gwiazd wokół swoich biegunów (prostopadle do ekliptyki).
Ze względu na ich badania, które zostały niedawno opublikowane w czasopiśmie naukowym Natura, zespół polegał na matrycy Atacama Large Millimeter / sub-millimeter Array (ALMA) w celu uzyskania obrazów HD 98800 o wysokiej rozdzielczości, poczwórnego układu gwiezdnego około 146,4 lat świetlnych od Ziemi. W tym układzie dostrzegli wewnętrzną parę podwójną (HD 98800BaBb) dwóch gwiazd podobnych do Słońca otoczonych dyskiem wielkości Pasa Asteroid.
To odkrycie potwierdza coś, co wcześniej było tylko teorią dla astronomów, a mianowicie, że niektóre dyski szczątkowe mogą mieć konfigurację biegunową. Jak powiedział dr Grant M. Kennedy, pracownik naukowy Royal Society University z University of Warwick i główny autor badania, w komunikacie prasowym Warwick:
„Dyski bogate w gaz i pył widoczne są wokół prawie wszystkich młodych gwiazd, a wiemy, że co najmniej jedna trzecia z nich krążących wokół pojedynczych gwiazd tworzy planety. Niektóre z tych planet nie są wyrównane z obrotem gwiazdy, więc zastanawialiśmy się, czy podobna rzecz może być możliwa dla planet krążących. Dziwactwo dynamiki oznacza, że tak zwane przesunięcie biegunowe powinno być możliwe, ale do tej pory nie mieliśmy dowodów na niewspółosiowe dyski, w których mogłyby powstawać te planety. ”
Chociaż trudno jest je zaobserwować za pomocą konwencjonalnej optyki, dyski ze szczątkami są stosunkowo łatwe do badania w falach radiowych i dalekiej podczerwieni (tj. Milimetr i submilitr) ze względu na całe promieniowanie, które pochłaniają od swoich gwiazd macierzystych. Dr Kennedy i jego współpracownicy polegali na uznanej zdolności ALMA do badania obiektów w tych długościach fal w celu ustalenia orientacji protoplanetarnego krążka krążeniowego HD 98800BaBb.
Orbita układu podwójnego była już znana dzięki wcześniejszym badaniom, które określiły, w jaki sposób gwiazdy krążą względem siebie. Łącząc to z danymi uzyskanymi przez ALMA, dr Kennedy i jego zespół byli w stanie ustalić, że orientacja dysku na śmieci była zgodna z idealnie polarną orbitą. Oznaczało to, że podczas gdy obie gwiazdy krążą wokół siebie w jednej płaszczyźnie, dysk krąży po płaszczyźnie prostopadłej do nich.
Według dr Kennedy'ego najbardziej ekscytującym aspektem tego znaleziska jest to, że pokazuje, że planety mogą formować się w radykalnie innych warunkach niż te, które znamy. Jak to ujął:
„Być może najbardziej ekscytującą rzeczą w tym odkryciu jest to, że dysk pokazuje niektóre z tych samych sygnatur, które przypisujemy wzrostowi pyłu w dyskach wokół pojedynczych gwiazd. Przyjmujemy to, że formowanie planet może przynajmniej rozpocząć się w tych polarnych krążkach krążeniowych. Jeśli reszta procesu formowania się planet może się zdarzyć, może istnieć cała populacja nierównomiernie rozmieszczonych planet okrężnych, które musimy jeszcze odkryć, i takie rzeczy, jak dziwne zmiany sezonowe do rozważenia. ”
„Dziwne” to z pewnością dokładny opis! Wyobraź sobie, jeśli chcesz, planety, w których jasny pierścień pojawia się w nocy, sięga od dna horyzontu i rozciąga się na całej wysokości. Cykl dobowy byłby również bardzo różny, ponieważ obie gwiazdy poruszają się po niebie zarówno pionowo, jak i poziomo w ciągu roku. A w określonych porach roku widoczna byłaby tylko jedna gwiazda, krążąc wokół siebie.
Konfiguracja biegunowa oznaczałaby także niektóre niezwykłe zmiany sezonowe, w których różne szerokości geograficzne otrzymywałyby mniej więcej iluminację podczas całego okresu orbity planety. W połączeniu z własną rotacją planety temperatury i warunki światła dziennego mogą się znacznie różnić wokół równika. W zależności od okresu orbitalnego regiony polarne mogą doświadczać lata i zimy przez lata.
To ostatnie odkrycie wskazuje, że oprócz egzotycznych kompozycji i środowisk, planety pozasłoneczne mogą również doświadczać egzotycznych orbit. Daniel Price, profesor nadzwyczajny i ARC Future Fellow w Monash Center for Astrophysics (MoCA) i współautor artykułu, wyjaśnił:
„Myśleliśmy, że inne układy słoneczne formują się tak jak nasz, a planety krążą w tym samym kierunku wokół jednego Słońca. Ale dzięki nowym zdjęciom widzimy wirujący dysk gazu i pyłu krążący wokół dwóch gwiazd. Zaskakujące było również stwierdzenie, że dysk orbituje pod kątem prostym do orbity dwóch gwiazd. Niewiarygodne były dwie kolejne gwiazdy krążące wokół tego dysku. Więc gdyby tu się urodziły planety, na niebie byłyby cztery słońca!
Oprócz tego, że jest to najpierw naukowa weryfikacja prognoz dokonanych przez astronomów, to najnowsze odkrycie może również nauczyć nas wiele o tym, jak planety mogą się formować w innych układach słonecznych. Ponieważ cykle orbitalne i dobowe są głównym czynnikiem, jeśli chodzi o życie na Ziemi, być może te systemy i inne podobne mogą nauczyć nas kilku rzeczy na temat tego, jak życie może powstać na innych planetach.
