Komunikat prasowy

Przełomowy naziemny przegląd nieba ujawnia sekrety narodzin planet wokół kilkudziesięciu gwiazd

5 marca 2024

W serii badań zespół astronomów rzucił nowe światło na fascynujący i skomplikowany proces powstawania planet. Oszałamiające zdjęcia uzyskane przy pomocy Bardzo Dużego Teleskopu (VLT) w Chile, należącego do ESO, pokazują jeden z największych w historii przeglądów dysków, w których formują się planet. Badania łączą obserwacje ponad 80 młodych gwiazd, wokół których mogą powstawać planety, dając astronomom bogactwo danych i unikalny wgląd w to, jak w różnych rejonach naszej galaktyki rodzą się planety.

„To prawdziwy krok naprzód w naszym polu badań” mówi Christian Ginski, wykładowca na University of Galway w Irlandii, pierwszy autor jednego z trzech nowych artykułów opublikowanych dzisiaj w Astronomy & Astrophysics. „Przeszliśmy od intensywnych badań pojedynczych systemów gwiazdowych to tego olbrzymiego przeglądu całych obszarów gwiazdotwórczych.”

Dotąd odkryto ponad 5000 planet krążących wokół gwiazd innych niż Słońce, często w systemach znacznie różniących się od Układu Słonecznego. Aby zrozumieć skąd pochodzi ta różnorodność, astronomowie muszą obserwować dyski bogate w pył i gaz, które otaczają młode gwiazdy – kolebki powstawania planet. Najlepszym miejscem do ich szukania są olbrzymie obłoki gazu, w których intensywnie tworzą się gwiazdy.

Podobnie jak dojrzałe układy planetarne, nowe zdjęcia pokazują niezwykłą różnorodność dysk planetotwórczych. „Niektóre z tych dysków pokazują wielkie ramiona spiralne, przypuszczalnie napędzane skomplikowanym baletem krążących planet – mówi Ginski. „Inne ukazują pierścienie i duże pustki wyrzeźbione przez powstające planety, a jeszcze inne wydają się gładkie i niemal uśpione wśród całego tego zgiełku” – dodaje Antonio Garufi, astronom z Arcetri Astrophysical Observatory, Italian National Institute for Astrophysics (INAF), pierwszy autor jednej z publikacji.

Zespół zbadał łącznie 86 gwiazd w trzech różnych obszarach gwiazdotwórczych w naszej galaktyce: Taurus i Chamaeleon I, oba około 600 lat świetlnych od Ziemi, Orion, bogaty w gaz obłok około 1600 lat świetlnych od nas, znany jako miejsce narodzin kilku gwiazd znacznie masywniejszych od Słońca. Obserwacje zostały zgromadzone przez międzynarodowy zespół obejmujący naukowców z ponad 10 krajów.

Zespół był w stanie wyciągnąć kilka kluczowych wniosków ze zbioru danych. Na przykład w obszarze Orion ustalono, iż u gwiazd w grupach dwóch lub więcej jest mniejsza szansa na posiadanie dużych dysków planetotwórczych. To znaczący rezultat, gdyż w przeciwieństwie do Słońca, większość gwiazd w galaktyce posiada towarzyszki. Poza tym nierówny wygląd dysków w tym rejonie sugeruje możliwość, że ukryte są w nich masywne planety, co może być przyczyną zakrzywienia i przesunięcia dysków.

Chociaż dyski, w których powstają planety, mogą rozciągać się na odległości setki razy większe niż dystans pomiędzy Ziemią, a Słońcem, ich lokalizacja kilkaset lat świetlnych od nas powoduje, że wyglądają jak maleńkie punkciki na niebie. Aby obserwować dyski, zespół badawczy użył wyrafinowanego instrumentu Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE) zamontowanego na należącym do ESO teleskopie VLT. Najnowocześniejszy system ekstremalnej optyki adaptacyjnej SPHERE koryguje zaburzające efekty ziemskiej atmosfery, zapewniając wyraźne obrazy dysków. Oznacza to, że zespół był w stanie uzyskać zdjęcia dysków wokół gwiazd o masach zaledwie połowy masy Słońca, które zwykle są zbyt słabe dla większości innych dostępnych obecnie instrumentów. Dodatkowe dane dla przeglądu zostały uzyskane przy pomocy instrumentu X-shooter na VLT, który pozwolił astronomom na ustalenie jak młode i masywne są gwiazdy. Z drugiej strony Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), w której ESO jest partnerem, pomogła lepiej zrozumieć ilość pyłu otaczającego niektóre z gwiazd.

Wraz z rozwojem technologii zespół ma nadzieję na zagłębienie się jeszcze bardziej w serce systemów planetotwórczych. Wielkie 39-metrowe zwierciadło nadchodzącego Ekstremalnie Wielkiego Teleskopu (ELT), należącego do ESO, pozwoli na przykład na zbadanie przez zespół najbardziej wewnętrznych rejonów wokół młodych gwiazd, w których mogą powstawać planety skaliste takie jak nasza.

Obecnie te spektakularne zdjęcia dają badaczom skarbnicę danych, pomagając w rozwikłaniu zagadek powstawania planet. „To niemal poetyckie, że procesy, które wyznaczają początek  podróży w stronę formowania się planet, a ostatecznie życia w Układzie Słonecznym, mogą być takie piękne” podsumowuje Per-Gunnar Valegård, doktorant na University of Amsterdam w Holandii, który kierował badaniami obszaru Orion. Valegård, ktory jest także nauczycielem w International School Hilversum w Holandii, ma nadzieję, że zdjęcia zainspirują jego uczniów do zostania w przyszłości naukowcami.

Więcej informacji

Wyniki badań zaprezentowano w trzech artykułach, które ukażą się w Astronomy & Astrophysics. Zaprezentowane dane zostały zgromadzone jako część programu czasu gwarantowanego konsorcjum SPHERE, a także dużego programu ESO o nazwie DESTINYS (Disk Evolution Study Through Imaging of Nearby Young Stars).

1.      “The SPHERE view of the Chamaeleon I star-forming region: The full census of planet-forming disks with GTO and DESTINYS programs” (https://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/202244005)

Skład zespołu badwczego: C. Ginski (University of Galway, Ireland; Leiden Observatory, Leiden University, the Netherlands [Leiden]; Anton Pannekoek Institute for Astronomy, University of Amsterdam, the Netherlands [API]), R. Tazaki (API), M. Benisty (Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG, France [Grenoble]), A. Garufi (INAF, Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Italy), C. Dominik (API), Á. Ribas (European Southern Observatory, Chile [ESO Chile]), N. Engler (ETH Zurich, Institute for Particle Physics and Astrophysics, Switzerland), J. Hagelberg (Geneva Observatory, University of Geneva, Switzerland), R. G. van Holstein (ESO Chile), T. Muto (Division of Liberal Arts, Kogakuin University, Japan), P. Pinilla (Max-Planck-Institut für Astronomie, Germany [MPIA]; Mullard Space Science Laboratory, University College London, UK), K. Kanagawa (Department of Earth and Planetary Sciences, Tokyo Institute of Technology, Japan), S. Kim (Department of Astronomy, Tsinghua University, China), N. Kurtovic (MPIA), M. Langlois (Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, CNRS, UCBL, France), J. Milli (Grenoble), M. Momose (College of Science, Ibaraki University, Japan [Ibaraki]), R. Orihara (Ibaraki), N. Pawellek (Department of Astrophysics, University of Vienna, Austria), T. O. B. Schmidt (Hamburger Sternwarte, Germany), F. Snik (Leiden), and Z. Wahhaj (ESO Chile).

2.      “The SPHERE view of the Taurus star-forming region: The full census of planet-forming disks with GTO and DESTINYS programs” (https://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/202347586)

Skład zespołu badwczego: A. Garufi (INAF, Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Italy [INAF Arcetri]), C. Ginski (University of Galway, Ireland), R. G. van Holstein (European Southern Observatory, Chile [ESO Chile]), M. Benisty (Laboratoire Lagrange, Université Côte d’Azur, Observatoire de la Côte d’Azur, CNRS, France; Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG, France [Grenoble]), C. F. Manara (European Southern Observatory, Germany), S. Pérez (Millennium Nucleus on Young Exoplanets and their Moons [YEMS]; Departamento de Física, Universidad de Santiago de Chile, Chile [Santiago]), P. Pinilla (Mullard Space Science Laboratory, University College London, UK), A. Ribas (Institute of Astronomy, University of Cambridge, UK), P. Weber (YEMS, Santiago), J. Williams (Institute for Astronomy, University of Hawai‘i, USA), L. Cieza (Instituto de Estudios Astrofísicos, Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad Diego Portales, Chile [Diego Portales]; YEMS), C. Dominik (Anton Pannekoek Institute for Astronomy, University of Amsterdam, the Netherlands [API]), S. Facchini (Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Milano, Italy), J. Huang (Department of Astronomy, Columbia University, USA), A. Zurlo (Diego Portales; YEMS), J. Bae (Department of Astronomy, University of Florida, USA), J. Hagelberg (Observatoire de Genève, Université de Genève, Switzerland), Th. Henning (Max Planck Institute for Astronomy, Germany [MPIA]), M. R. Hogerheijde (Leiden Observatory, Leiden University, the Netherlands; API), M. Janson (Department of Astronomy, Stockholm University, Sweden), F. Ménard (Grenoble), S. Messina (INAF - Osservatorio Astrofisico di Catania, Italy), M. R. Meyer (Department of Astronomy, The University of Michigan, USA), C. Pinte (School of Physics and Astronomy, Monash University, Australia; Grenoble), S. Quanz (ETH Zürich, Department of Physics, Switzerland [Zürich]), E. Rigliaco (Osservatorio Astronomico di Padova, Italy [Padova]), V. Roccatagliata (INAF Arcetri), H. M. Schmid (Zürich), J. Szulágyi (Zürich), R. van Boekel (MPIA), Z. Wahhaj (ESO Chile), J. Antichi (INAF Arcetri), A. Baruffolo (Padova), and T. Moulin (Grenoble).

3.      “Disk Evolution Study Through Imaging of Nearby Young Stars (DESTINYS): The SPHERE view of the Orion star-forming region” (https://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/202347452)

Skład zespołu badwczego: P.-G. Valegård (Anton Pannekoek Institute for Astronomy, University of Amsterdam, the Netherlands [API]), C. Ginski (University of Galway, Ireland), A. Derkink (API), A. Garufi (INAF, Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Italy), C. Dominik (API), Á. Ribas (Institute of Astronomy, University of Cambridge, UK), J. P. Williams (Institute for Astronomy, University of Hawai‘i, USA), M. Benisty (University of Grenoble Alps, CNRS, IPAG, France), T. Birnstiel (University Observatory, Faculty of Physics, Ludwig-Maximilians-Universität München, Germany [LMU]; Exzellenzcluster ORIGINS, Germany), S. Facchini (Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Milano, Italy), G. Columba (Department of Physics and Astronomy "Galileo Galilei" - University of Padova, Italy; INAF – Osservatorio Astronomico di Padova, Italy), M. Hogerheijde (API; Leiden Observatory, Leiden University, the Netherlands [Leiden]), R. G. van Holstein (European Southern Observatory, Chile), J. Huang (Department of Astronomy, Columbia University, USA), M. Kenworthy (Leiden), C. F. Manara (European Southern Observatory, Germany), P. Pinilla (Mullard Space Science Laboratory, University College London, UK), Ch. Rab (LMU; Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Germany), R. Sulaiman (Department of Physics, American University of Beirut, Lebanon), A. Zurlo (Instituto de Estudios Astrofísicos, Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad Diego Portales, Chile; Escuela de Ingeniería Industrial, Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad Diego Portales, Chile; Millennium Nucleus on Young Exoplanets and their Moons).

Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO) umożliwia naukowcom z całego świata na odkrywanie tajemnic Wszechświata z korzyścią dla nas wszystkich. Projektujemy, budujemy i zarządzamy światowej klasy obserwatoriami naziemnymi – których astronomowie używają do odpowiadania na ciekawe pytania i szerzenia fascynacji astronomią – a także promujemy międzynarodową współpracę w astronomii. Ustanowione w 1962 roku jako organizacja międzynarodowa, ESO jest wspierane przez 16 krajów członkowskich (Austria, Belgia, Czechy, Dania, Finlandia, Francja, Hiszpania, Irlandia, Holandia, Niemcy, Polska, Portugalia, Szwajcaria, Szwecja, Wielka Brytania oraz Włochy), a także Chile jako kraj gospodarz, oraz Australię jako strategicznego partnera. Siedziba ESO, a także jego centrum popularyzacji nauki i planetarium (ESO Supernova) znajdują się w pobliżu Monachium w Niemczech, natomiast chilijska pustynia Atakama – niesamowite miejsce z wyjątkowymi warunkami do obserwacji nieba – jest domem dla naszych teleskopów. ESO zarządza trzema lokalizacjami obserwacyjnymi w Chile: La Silla, Paranal i Chajnantor. W Paranal ESO posiada teleskop VLT (Very Large Telescope – Bardzo Duży Teleskop) oraz dwa teleskopy do przeglądów nieba. VISTA pracuje w podczerwieni, VLT Survey Telescope w zakresie widzialnym. W Paranal ESO zarządza także południowym obserwatorium CTA (Cherenkov Telescope Array South) – największym na świecie i najbardziej czułym obserwatorium promieniowania gamma. Wspólnie z międzynarodowymi partnerami ESO zarządza także radioteleskopami APEX i ALMA, które są instrumentami do obserwacji nieba w zakresach milimetrowym i submilimetrowym. Na Cerro Armazones, niedaleko Paranal, budujemy „największe oko świata na niebo”, czyli Ekstremalnie Wielki Teleskop (Extremely Large Telescope, ELT). Nasza działalność w Chile jest zarządzania z biur ESO w Santiago, gdzie współpracujemy też z chilijskimi partnerami. 

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) jest międzynarodowym kompleksem badawczym w ramach partnerstwa pomiędzy ESO, U.S. National Science Foundation (NSF) oraz National Institutes of Natural Sciences (NINS) of Japan, we współpracy z Chile. ALMA jest finansowana przez ESO w imieniu Krajów Członkowskich, przez NSF we współpracy z National Research Council of Canada (NRC) i National Science Council of Taiwan (NSC) oraz przez NINS we współpracy z Academia Sinica (AS) na Tajwanie i Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI). Budowa i zarządzanie ALMA są kierowane przez ESO w imieniu Krajów Członkowskich, przez National Radio Astronomy Observatory (NRAO), zarządzane przez Associated Universities, Inc. (AUI), w imieniu Ameryki Północnej oraz przez National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) w imieniu Azji Wschodniej. Joint ALMA Observatory (JAO) umożliwia zunifikowane kierowanie i zarządzanie budową, testowaniem i działaniem ALMA. 

Linki

• Publikacja naukowa
• Zdjęcia VLT
• Find out more about ESO's Extremely Large Telescope on our dedicated website and press kit
• Dla dziennikarzy: zasubskrybuj aby otrzymywać w swoim języku nasze komunikaty prasowe z embargo medialnym
• Dla naukowców: jeśli maz ciekawy temat, zgłoś swoje badania

Kontakt

Christian Ginski
University of Galway
Galway, Ireland
E-mail: christian.ginski@universityofgalway.ie

Antonio Garufi
INAF’s Arcetri Astrophysical Observatory
Florence, Italy
E-mail: antonio.garufi@inaf.it

Per-Gunnar Valegård
University of Amsterdam
E-mail: p.g.valegard@uva.nl

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6670
Tel. kom.: +49 151 241 664 00
E-mail: press@eso.org

Krzysztof Czart (press contact Polska)
ESO Science Outreach Network and Urania - Postępy Astronomii
Toruń, Polska
Tel.: +48 513 733 282
Email: eson-poland@eso.org

Śledź ESO w mediach społecznościowych

Jest to tłumaczenie Komunikatu prasowego ESO eso2405