Astronómovia vyvinuli novú techniku na identifikáciu malých planét ukrytých v protoplanetárnych diskoch.

Podľa astronómov sa planéty rodia v protoplanetárnych diskoch – prstencoch plynu a prachu, ktoré obklopujú mladé, novonarodené hviezdy. Hoci už boli objavené stovky takýchto diskov, pozorovania práve vznikajúcich planét sa v týchto prostrediach ukázali ako ťažké.

Astronómovia teraz vyvinuli nový spôsob detekcie týchto nepolapiteľných novonarodených planét. Odhalili tak čerstvý dôkaz o malej planéte podobnej Neptúnu alebo Saturnu, ktorá sa skrýva v disku.

"Priama detekcia mladých planét je veľmi náročná a zatiaľ bola úspešná iba v jednom alebo dvoch prípadoch," hovorí Feng Long, postdoktorantka z Centra pre astrofyziku, vedúca novej štúdie. "Takéto planéty vyžarujú príliš málo svetla na to, aby sme ich pozorovali priamo, pretože sú obklopené hrubou vrstvou plynu a prachu."

Namiesto toho musia vedci hľadať stopy, aby zistili, či sa pod prachom vyvíja planéta.

"V posledných rokoch sme na diskoch videli veľa štruktúr, o ktorých si myslíme, že sú spôsobené prítomnosťou planéty, môžu však vznikať aj z iných dôvodov," hovorí Long. "Aby sme potvrdili, že planéta existuje, potrebujeme nové pozorovacie techniky."

Long sa rozhodla pre svoju štúdiu znovu preskúmať protoplanetárny disk známy ako LkCa 15. Disk je od nás vzdialený asi 518 ly (svetelných rokov) a na oblohe sa premieta do súhvezdia Býka. Už dávnejšie vedci hlásili dôkazy o vzniku planét v tomto disku. Pozorovania boli uskutočnené observatóriom ALMA.

Po ponorení sa do nových údajov ALMA s vysokým rozlíšením o LkCa 15, získaných predovšetkým v roku 2019, Long objavila dve predtým nepozorované menej jasné oblasti.

Asi 42 au (1 au = vzdialenosť Slnko-Zem) od hviezdy Long objavila prachový prstenec s dvoma oddelenými a jasnými zväzkami materiálu, ktoré obiehajú vnútri prstenca. Tento materiál má tvar malého zhluku a väčšieho oblúka, ktoré sa na dráhe okolo hviezdy nachádzajú vo vzájomnej vzdialenosti 120°.

Aby Long zistila, čo spôsobilo nahromadenie materiálu, skúšala modelovať scenár vývoja pomocou počítačových modelov. Zistila, že ich veľkosť a poloha zodpovedá modelu prítomnosti planéty.

Jedná sa o Lagrangeove body, kde dve telesá napríklad hviezda a obiehajúca planéta vytvárajú okolo seba oblasti väčšej príťažlivosti, v ktorých sa môže zhromažďovať hmota.

Vidíme, že tento materiál neobieha okolo hviezdy voľne, ale je viazaný tam, kde to fyzikálne zákony umožňujú.

V tomto prípade boli oblúk a zhluk materiálu nájdený v Lagrangeových bodoch L4 a L5. V strede medzi nimi je na rovnakej dráhe ukrytá malá planéta.

Podľa výpočtov ide o planétu veľkosti Neptúnu až Saturnu, ktorej vek sa odhaduje na 1 až 3 milióny rokov. Je to teda pomerne mladá planéta.

Kvôli technologickým obmedzeniam nemusí byť priame zobrazenie malej novonarodenej planéty v dohľadnej dobe možné. Long sa však domnieva, že ďalšie pozorovania LkCa 15 sústavou antén ALMA môžu poskytnúť ďalšie dôkazy podporujúce tento objav.

Dúfa tiež, že tento nový prístup k detekcii planét – s materiálom nahromadeným v Lagrangeových bodoch – využijú astronómovia v budúcnosti.

"Dúfam, že táto metóda bude v budúcnosti široko prijatá," hovorí. "Jedinou podmienkou je potreba dlhších pozorovaní, kvôli malej jasnosti týchto objektov."