Születő bolygórendszert örökített meg az ALMA

Minden eddiginél részletesebb kép készült a HL Tauri csillagot körbevevő protoplanetáris korongról.

Eddig még soha nem látott részleteket sikerült megfigyelni egy fiatal csillag körüli porkorongban az ALMA (Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array) által készített felvételen. Ezek az eddigi legélesebb képek, amelyek szubmilliméteres tartományban készültek az ALMA hálózat véglegeshez közeli konfigurációjában. A felvételek hatalmas előrelépést jelentenek a protoplanetáris korongok fejlődésének és a bolygók kialakulásának tanulmányozásában.

Az ALMA eddigi legnagyobb felbontást biztosító megfigyelési módjának teszteléséhez a kutatók a HL Tauri, egy 450 fényévre lévő, koronggal körbevett fiatal csillag felé fordították a távcsőrendszert. Látható fényben a HL Tau vastag gáz- és porburok mögé rejtőzik, de szubmilliméteres hullámhosszakon a kutatók ráláttak a csillag közvetlen környezetére. Az eredményül kapott kép pedig túlszárnyalt minden várakozást, és meglepően finom részleteket fed fel a korongban lévő gázról és porról. A felvételen fényes koncentrikus gyűrűk sorozata látszódik, sötét sávokkal elválasztva egymástól.

A kép elkészítéséhez a távcsöveket a legkiterjedtebb, hosszú bázisvonalú konfigurációba rendezték. Ekkor a legtávolabbi detektorokat 15 kilométerre helyezik el egymástól. A rendszer felbontása eléri a 35 milliívmásodpercet, amely a HL Tau távolságában 5 csillagászati egységnek – körülbelül a Nap–Jupiter távolságnak – felel meg. Ez felülmúlja szinte minden óriástávcső, így a Hubble és a VLT felbontóképességét is.

„A sávok szinte biztos, hogy a korongban formálódó bolygóktól erednek. Ez azért meglepő, mert ilyen fiatal csillagoktól még nem várjuk, hogy a széles rés megnyitásához illő méretű bolygókkal rendelkezzen” – mondta el Stuartt Corder, az ALMA igazgatóhelyettese.

„Amikor először megláttuk, teljesen meglepődtünk a kép részletességén. A HL Tau mindössze egymillió éves, mégis úgy tűnik, hogy a korongja tele van kialakuló bolygókkal. Ez az egy kép önmagában is forradalmasíthatja a bolygókeletkezési elméleteket” – tette hozzá Catherine Vlahakis, az ALMA helyettes tudományos vezetője. A HL Tau korongja egyértelműen sokkal fejlettebbnek tűnik, mint amennyit a rendszer kora alapján feltételeztek. Ez arra utal, hogy a bolygókeletkezésnek a korábban gondoltaknál gyorsabban kell végbemennie.

A HL Taurihoz hasonló fiatal csillagok a gravitáció hatására összeomló gáz- és porfelhőkből jönnek létre: a felhőkben egy sűrű mag jön létre, amely hamarosan elég forróvá válik ahhoz, hogy világítani kezdjen. Ezeket a csillagkezdeményeket egy ideig még burokba zárja a maradék gáz és por, de az végül egy protoplanetáris korongba húzódik össze.

A porrészecskék aztán – rengeteg ütközést követően – összetapadnak, nagyobb szemcsékké állnak össze. Ezekből kisbolygók, üstökösök, bolygókezdemények és végül teljes bolygók születnek. A kialakult bolygók gravitációja megzavarja a porkorongot, és gyűrűket, réseket és lyukakat keltenek; ilyenek rajzolódnak ki a mostani ALMA-felvételen is.

A protoplanetáris korongok vizsgálata kulcsfontosságú ahhoz, hogy megértsük, hogyan keletkeztek a bolygók a saját naprendszerünkben. A HL Tau felvételei pedig megmutatják, hogyan festhetett a mi bolygórendszerünk körülbelül négymilliárd évvel ezelőtt.

„Manapság a legtöbb bolygókeletkezéssel kapcsolatos eredmény elméleti számításokból származik. Az ilyen részletességű ábrázolások mindeddig a számítógépes szimulációk és a művészek felségterületei voltak. Ez a nagy felbontású felvétel a HL Tauriról demonstrálja az ALMA hálózat képességeit, és egyben új korszakot is nyit a bolygó- és csillagkeletkezés kutatásában is” – fogalmazott Tim de Zeeuw, az Európai Déli Obszervatórium főigazgatója.