Hubble Menemui Planet Besar – 9 Kali Saiz Musytari – Membentuk Melalui Proses Keganasan

Ini ialah ilustrasi artis tentang eksoplanet besar yang baru terbentuk dipanggil AB Aurigae b. Penyelidik menggunakan data baharu dan arkib daripada Teleskop Angkasa Hubble dan Teleskop Subaru untuk mengesahkan protoplanet ini terbentuk melalui proses yang sengit dan ganas, yang dipanggil ketidakstabilan cakera. Ketidakstabilan cakera ialah pendekatan atas ke bawah, jauh berbeza daripada model pertambahan teras yang dominan. Dalam senario ini, cakera besar mengelilingi bintang menjadi sejuk, dan graviti menyebabkan cakera itu pecah dengan cepat menjadi satu atau lebih serpihan jisim planet. AB Aurigae b dianggarkan kira-kira sembilan kali lebih besar daripada Musytari dan mengorbit bintang tuan rumahnya dua kali lebih jauh daripada Pluto dari Matahari kita. Kredit: NASA, ESA, Joseph Olmsted (STScI)

Hubble Menemui Planet Membentuk Dengan Cara Tidak Konvensional

Secara umumnya, pembentukan planet di alam semesta kita boleh diibaratkan seperti memasak makanan. Sama seperti “bahan” untuk membentuk planet boleh berubah, begitu juga “kaedah memasak.”

Penyelidik menggunakan Teleskop Angkasa Hubble telah menangkap sebuah planet dalam tindakan yang boleh disamakan dengan “flash fry” – proses yang ganas dan sengit yang dipanggil ketidakstabilan cakera. Dalam kaedah ini, bukannya planet yang tumbuh dan terbina daripada bahan terkumpul teras kecil dan gas, cakera protoplanet di sekeliling bintang menyejuk, dan graviti menyebabkan ia terpecah menjadi satu atau lebih serpihan jisim planet.

Ahli astronomi telah lama mencari bukti yang jelas tentang proses ini sebagai calon yang berdaya maju dalam membentuk besar, Musytari-seperti planet, dan resolusi serta umur panjang Hubble terbukti menjadi kepingan teka-teki utama yang hilang.

Imej AB Aurigae b Hubble

Penyelidik dapat secara langsung imej eksoplanet AB Aurigae b yang baru terbentuk dalam tempoh 13 tahun menggunakan Spektrograf Pengimejan Teleskop Angkasa (STIS) Hubble dan Kamera Inframerah Berdekatan dan Spektrograf Berbilang Objek (NICMOS). Di bahagian atas sebelah kanan, imej NICMOS Hubble yang dirakam pada tahun 2007 menunjukkan AB Aurigae b berada di kedudukan selatan yang sepatutnya berbanding bintang hosnya, yang diliputi oleh koronagraf instrumen. Imej yang ditangkap pada tahun 2021 oleh STIS menunjukkan protoplanet telah bergerak dalam gerakan lawan jam dari semasa ke semasa. Kredit: Sains: NASA, ESA, Thayne Currie (Subaru Telescope, Eureka Scientific Inc.); Pemprosesan Imej: Thayne Currie (Subaru Telescope, Eureka Scientific Inc.), Alyssa Pagan (STScI)

Bukti menunjukkan keruntuhan ganas yang bertanggungjawab untuk pembentukan protoplanet seperti Musytari.

NASATeleskop Angkasa Hubble telah merakamkan secara langsung bukti protoplanet seperti Musytari yang terbentuk melalui apa yang penyelidik gambarkan sebagai “proses yang sengit dan ganas.” Penemuan ini menyokong teori yang telah lama diperdebatkan tentang cara planet seperti Musytari terbentuk, yang dipanggil “ketidakstabilan cakera.”

Dunia baharu dalam pembinaan tertanam dalam cakera protoplanet debu dan gas dengan struktur lingkaran yang berbeza berputar di sekeliling, mengelilingi bintang muda yang dianggarkan berusia sekitar 2 juta tahun. Itu kira-kira usia sistem suria kita semasa pembentukan planet sedang dijalankan. (Umur sistem suria pada masa ini ialah 4.6 bilion tahun.)

“Alam adalah cerdik; ia boleh menghasilkan planet dalam pelbagai cara yang berbeza,” kata Thayne Currie dari Subaru Telescope dan Eureka Scientific, ketua penyelidik kajian itu.

Semua planet diperbuat daripada bahan yang berasal dari cakera bulatan. Teori dominan untuk pembentukan planet jovian dipanggil “pertambahan teras,” pendekatan dari bawah ke atas di mana planet yang tertanam dalam cakera berkembang daripada objek kecil – dengan saiz yang terdiri daripada butiran debu hingga batu – berlanggar dan melekat bersama semasa mereka mengorbit bintang. Teras ini kemudian secara perlahan-lahan mengumpul gas dari cakera. Sebaliknya, pendekatan ketidakstabilan cakera ialah model atas ke bawah di mana apabila cakera besar mengelilingi bintang menjadi sejuk, graviti menyebabkan cakera dengan cepat terpecah menjadi satu atau lebih serpihan jisim planet.

Planet yang baru terbentuk itu, dipanggil AB Aurigae b, mungkin kira-kira sembilan kali lebih besar daripada Musytari dan mengorbit bintang tuan rumahnya pada jarak 8.6 bilion batu – lebih dua kali lebih jauh daripada Pluto adalah dari Matahari kita. Pada jarak itu ia akan mengambil masa yang sangat lama, jika pernah, untuk sebuah planet bersaiz Musytari untuk terbentuk melalui pertambahan teras. Ini menyebabkan penyelidik membuat kesimpulan bahawa ketidakstabilan cakera telah membolehkan planet ini terbentuk pada jarak yang begitu jauh. Dan, ia adalah berbeza dengan jangkaan pembentukan planet oleh model pertambahan teras yang diterima secara meluas.

Analisis baharu itu menggabungkan data daripada dua instrumen Hubble: Spektrograf Pengimejan Teleskop Angkasa dan Kamera Inframerah Dekat dan Spektrograf Berbilang Objek. Data ini dibandingkan dengan instrumen pengimejan planet tercanggih yang dipanggil SCExAO pada Teleskop Subaru 8.2 meter Jepun yang terletak di puncak Mauna Kea, Hawaii. Kekayaan data dari ruang angkasa dan teleskop berasaskan darat terbukti kritikal, kerana membezakan antara planet bayi dan ciri cakera kompleks yang tidak berkaitan dengan planet adalah sangat sukar.

“Mentafsir sistem ini amat mencabar,” kata Currie. “Ini adalah salah satu sebab mengapa kami memerlukan Hubble untuk projek ini-imej yang bersih untuk memisahkan cahaya daripada cakera dan mana-mana planet dengan lebih baik.”

Alam semula jadi sendiri turut memberikan bantuan: cakera besar habuk dan gas yang berputar mengelilingi bintang AB Aurigae dicondongkan hampir menghadap pandangan kita dari Bumi.

Currie menekankan bahawa umur panjang Hubble memainkan peranan tertentu dalam membantu penyelidik mengukur orbit protoplanet. Dia pada asalnya sangat skeptikal bahawa AB Aurigae b adalah sebuah planet. Data arkib dari Hubble, digabungkan dengan pengimejan dari Subaru, terbukti menjadi titik perubahan dalam mengubah fikirannya.

“Kami tidak dapat mengesan usul ini mengikut urutan setahun atau dua tahun,” kata Currie. “Hubble menyediakan garis dasar masa, digabungkan dengan data Subaru, selama 13 tahun, yang mencukupi untuk dapat mengesan gerakan orbit.”

“Hasil ini memanfaatkan pemerhatian darat dan angkasa lepas dan kami dapat kembali ke masa lalu dengan pemerhatian arkib Hubble,” tambah Olivier Guyon dari University of Arizona, Tucson, dan Subaru Telescope, Hawaii. “AB Aurigae b kini telah dilihat dalam pelbagai panjang gelombang, dan gambaran yang konsisten telah muncul-gambar yang sangat kukuh.”

Keputusan pasukan diterbitkan dalam 4 April 2022, keluaran Astronomi Alam.

“Penemuan baharu ini adalah bukti kukuh bahawa sesetengah planet gergasi gas boleh terbentuk melalui mekanisme ketidakstabilan cakera,” Alan Boss dari Institusi Sains Carnegie di Washington, DC menekankan. “Akhirnya, graviti adalah semua yang penting, kerana sisa-sisa proses pembentukan bintang akan akhirnya ditarik bersama oleh graviti untuk membentuk planet, satu cara atau yang lain.”

Memahami hari-hari awal pembentukan planet seperti Musytari memberikan ahli astronomi lebih banyak konteks ke dalam sejarah sistem suria kita sendiri. Penemuan ini membuka jalan untuk kajian masa depan tentang komposisi kimia cakera protoplanet seperti AB Aurigae, termasuk dengan NASA Teleskop Angkasa James Webb.

Rujukan: “Imej pembentukan planet Jovian terbenam pada pemisahan yang luas di sekitar AB Aurigae” oleh Thayne Currie, Kellen Lawson, Glenn Schneider, Wladimir Lyra, John Wisniewski, Carol Grady, Olivier Guyon, Motohide Tamura, Takayuki Kotani, Hajime Kawahara, Timothy Brandt , Taichi Uyama, Takayuki Muto, Ruobing Dong, Tomoyuki Kudo, Jun Hashimoto, Misato Fukagawa, Kevin Wagner, Julien Lozi, Jeffrey Chilcote, Taylor Tobin, Tyler Groff, Kimberly Ward-Duong, William Januszewski, Barnaby Norris, Peter Tuthill, Nienke van der Marel, Michael Sitko, Vincent Deo, Sebastien Vievard, Nemanja Jovanovic, Frantz Martinache dan Nour Skaf, 4 April 2022, Astronomi Alam.
DOI: 10.1038/s41550-022-01634-x

Teleskop Angkasa Hubble ialah projek kerjasama antarabangsa antara NASA dan ESA (Agensi Angkasa Eropah). Pusat Penerbangan Angkasa Goddard NASA di Greenbelt, Maryland, menguruskan teleskop itu. Institut Sains Teleskop Angkasa (STScI) di Baltimore, Maryland, menjalankan operasi sains Hubble. STScI dikendalikan untuk NASA oleh Persatuan Universiti untuk Penyelidikan dalam Astronomi, di Washington, DC

We would like to say thanks to the author of this post for this incredible material

Hubble Menemui Planet Besar – 9 Kali Saiz Musytari – Membentuk Melalui Proses Keganasan


Check out our social media profiles and also other related pageshttps://paw6.info/related-pages/