Jeśli chodzi o egzoplanety, odkryliśmy szereg ekstremów - obce światy, które bardziej przypominają science fiction niż rzeczywistość. Silne zaburzenia grawitacyjne dwóch gwiazd mogą z łatwością zmiażdżyć planetę na pył, nie mówiąc już o jej zapobieganiu.
Nowe badanie ujawniło uderzającą parę szalenie niewyrównanych dysków formujących planety w młodym układzie podwójnym gwiazd HK Tau. To najczystszy jak dotąd obraz protoplanetarnych dysków wokół podwójnej gwiazdy, rzucający światło na narodziny i ewentualną orbitę planet w układzie wielu gwiazd.
„Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) dało nam niespotykany widok na główną gwiazdę i jej binarnego towarzysza, który ma wzajemnie wyrównane dyski protoplanetarne” - powiedział Eric Jensen z Swarthmore College w komunikacie prasowym. „W rzeczywistości możemy obserwować tworzenie się Układu Słonecznego, który nigdy się nie ustabilizuje”.
Dwie gwiazdy w układzie - znajdujące się w odległości około 450 lat świetlnych w gwiazdozbiorze Byka - mają mniej niż cztery miliony lat i dzieli ich około 58 miliardów kilometrów, czyli 13 razy więcej niż odległość Neptuna od Słońca.
Wysoka czułość i bezprecedensowa rozdzielczość ALMA pozwoliły Jensenowi i kolegom w pełni rozwiązać obrót dwóch protoplanetarnych dysków HK Tau.
„Łatwiej jest obserwować rozprzestrzeniający się gaz i pył, ponieważ ma większą powierzchnię - tak samo, jak trudno jest zobaczyć mały kawałek kredy z odległości, ale jeśli zmielisz kredę i rozproszysz chmurę pyłu kredowego, można go było zobaczyć z dalszej odległości ”, powiedział Jensen dla magazynu Space.
Gazowy tlenek węgla okrąża obie gwiazdy w dwóch szerokich paskach, które wyraźnie się obracają - strona obracająca się od nas jest przesunięta ku czerwieni, podczas gdy strona obracająca się w naszym kierunku jest przesunięta w kierunku niebieskiego.
„W tym systemie binarnym znajdujemy to, że dwa krążące dyski są zorientowane bardzo różnie od siebie, z kątem 60 lub 70 stopni między ich płaszczyznami orbit”, powiedział Jensen dla magazynu Space. Ponieważ dyski są tak źle ustawione, jasne jest, że co najmniej jeden nie jest zsynchronizowany z orbitą gwiazd ich hostów.
„Ta wyraźna niewspółosiowość dała nam niezwykłe spojrzenie na młody układ podwójnych gwiazd” - powiedziała współautorka Rachel Akeson z NASA Exoplanet Science Institute z California Institute of Technology. „Chociaż wcześniej pojawiły się wskazówki, że istnieje tego rodzaju źle ustawiony system, jest to najczystszy i najbardziej uderzający przykład”.
Gwiazdy i planety powstają z ogromnych chmur pyłu i gazu. Małe kieszenie w tych chmurach zapadają się pod wpływem siły grawitacji. Ale gdy kieszeń się kurczy, obraca się szybko, a obszar zewnętrzny spłaszcza się w turbulentny dysk. W końcu centralna kieszeń staje się tak gorąca i gęsta, że zapala się synteza jądrowa - podczas narodzin gwiazdy - podczas gdy zewnętrzny dysk - obecnie dysk protoplanetarny - zaczyna tworzyć planety.
Pomimo formowania z płaskiego, regularnego dysku planety mogą skończyć na wysoce ekscentrycznych orbitach i mogą być źle ustawione względem równika gwiazdy. Jednym z prawdopodobnych wyjaśnień jest to, że binarna gwiazda towarzysząca wpływa na nich - ale tylko wtedy, gdy jej orbita jest początkowo przesunięta względem planet.
„Ponieważ dyski te są nieprawidłowo wyrównane z orbitą binarną, podobnie będą z orbitami wszystkich planet, które one tworzą”, powiedział Jensen dla magazynu Space. „Tak więc na dłuższą metę binarny towarzysz wpłynie na te orbity planety, powodując ich oscylację i tendencję do zbliżania się do orbity binarnej, a jednocześnie stanie się bardziej ekscentryczny”.
Patrząc w przyszłość, naukowcy chcą ustalić, czy ten typ systemu jest typowy, czy nie. Jeśli tak, to siły pływowe gwiazd towarzyszących mogą łatwo wyjaśnić właściwości orbitalne, które sprawiają, że obecna próbka egzoplanet jest tak odmienna od planet naszego Układu Słonecznego.
Wyniki pojawią się w Nature w dniu 31 lipca 2014 r.
