מושג האמן של כוכב לכת דמוי צדק. אשראי תמונה: נאס"א לחץ להגדלה
באמצעות טלסקופ החלל שפיצר של נאס"א, צוות אסטרונומים בראשות אוניברסיטת רוצ'סטר זיהה פערים המצליקים את הדיסקים המאובקים סביב שני כוכבים צעירים מאוד, מה שמרמז כי נוצרו שם כוכבי לכת ענקיים בגז. לפני שנה, אותם חוקרים מצאו עדויות ל"פלנטה התינוקת "הראשונה סביב כוכב צעיר, מאתגרים את המודלים של רוב האסטרופיסיקאים להיווצרות כוכבי לכת ענקיים.
הממצאים החדשים בגיליון 10 בספטמבר של מכתבי כתב העת Astrophysical לא רק מחזקים את הרעיון שכוכבי לכת ענקיים כמו יופיטר נוצרים מהר הרבה יותר ממה שציפו המדענים באופן מסורתי, אלא שאחד הכוכבים עטופי הגז, המכונה GM Aurigae, מקביל לכוח שלנו מערכת השמש. בגיל מיליון בלבד בלבד, הכוכב נותן חלון ייחודי לאופן בו העולם שלנו אולי התהווה.
דן ווטסון, פרופסור לפיזיקה ואסטרונומיה באוניברסיטת רוצ'סטר, אומר: "אורייגה GM היא למעשה גרסה צעירה בהרבה לשמש שלנו, והפער בדיסק שלה הוא בערך באותו גודל כמו השטח שתפוס כוכבי לכת ענקיים משלנו". מנהיג צוות המחקר של דיסקר מס הכנסה. "להסתכל על זה זה כמו להסתכל על תמונות תינוקות של השמש שלנו ומערכת השמש החיצונית שלנו," הוא אומר.
"התוצאות מהוות אתגר לתיאוריות הקיימות של היווצרות כוכבי לכת ענקיים, במיוחד לאלו שבהם כוכבי הלכת נבנים בהדרגה במשך מיליוני שנים", אומרת נוריה קלווט, פרופסור לאסטרונומיה באוניברסיטת מישיגן וסופרת ראשית העיתון. "מחקרים כמו זה יסייעו לנו בסופו של דבר להבין טוב יותר כיצד נוצרים כוכבי הלכת החיצוניים שלנו, כמו גם אחרים ביקום."
"כוכבי לכת התינוקות" החדשים מתגוררים בשטח הסיקול שסרקו בדיסקים סביב הכוכבים DM טאורי ו- GM Aurigae, מרחק 420 שנות אור בקבוצת מזל שור. על פי הדיסקים הללו, במשך מספר שנים, יש חורים מרכזיים שעלולים להיות כתוצאה מהיווצרות כדור הארץ. עם זאת, הספקטרום החדש אינו מותיר ספק: הפערים כה ריקים וקצוות עד שהיווצרות פלנטרית היא ללא ספק ההסבר הסביר ביותר להופעתם.
כוכבי הלכת החדשים טרם נראו ישירות, אך מכשיר האינפרא אדום ספקטרוגרף (IRS) של שפיצר הראה בבירור שאזור אבק המקיף כוכבים מסוימים חסר, מה שרומז מאוד על נוכחות של כוכב לכת סביב כל אחד מהם. האבק בדיסק הפרוט-פלנטרי חם יותר במרכז הסמוך לכוכב, ולכן מקרין את מרבית האור שלו באורכי גל קצרים יותר מאשר בשטח החיצון הקריר יותר של הדיסק. צוות הדיסקים של מס הכנסה מצא כי קיים גירעון פתאומי של אור הקורן בכל אורכי הגל האינפרא אדום הקצרים, מה שמרמז מאוד כי החלק המרכזי של הדיסק נעדר. כוכבים אלה צעירים מאוד בסטנדרטים מהממים, בני כמיליון שנה, עדיין מוקפים בדיסות הגז העוברית שלהם. ההסבר היחיד הקיים להיעדרו של גז שיכול להתרחש במהלך חייו הקצרים של הכוכב הוא שכוכב לכת - ככל הנראה ענקי גז כמו צדק שלנו - מקיף את הכוכב ו"סוחף "את הגז במרחק זה מהמרחק כוכב.
בדומה לממצאים של כוכבי הלכת הצעירים בשנה שעברה, תצפיות אלה מייצגות אתגר לכל התיאוריות הקיימות של היווצרות כוכבי לכת ענקיים, במיוחד אלה של דגמי "ליבת השבתה" בהם כוכבי לכת כאלה בנויים על ידי השגחת גופים קטנים יותר, הדורשים הרבה יותר זמן לבנות כוכב לכת ענק מגיל המערכות האלה.
צוות הדיסקים של מס הכנסה גילה עוד משהו סקרן לגבי GM Aurigae. במקום פינוי מרכזי פשוט של דיסק האבק, כמו במקרים האחרים שנחקרו, ל- GM Aurigae יש פער ברור בדיסק המפריד בין דיסק חיצוני צפוף ומאובק לבין דיסק פנימי מתוח. זה יכול להיות שלב ביניים כאשר הכוכב החדש מפנה את האבק המקיף אותו ומוביל לנקות מרכזיות מוחלטות כמו דיסקי "כוכב הלכת התינוקות" האחרים, או שזה יכול להיות תוצאה של מספר כוכבי לכת שנוצרים תוך זמן קצר וגורפים החוצה האבק בצורה מורכבת יותר.
ל- GM Aurigae פי 1.05 ממסת השמש שלנו - תאומה קרובה? כך שהוא יתפתח לכוכב הדומה מאוד לשמש. אם זה היה מכוסה על מערכת השמש שלנו, הפער שהתגלה היה משתרע בערך ממסלולו של צדק (460 מיליון מיילים) למסלולו של אורנוס (1.7 מיליארד מיילים). זהו אותו טווח בו מופיעים כוכבי הלכת ענקי הגז במערכת שלנו. כוכבי לכת קטנים שאינם ענקיים-גז, עולמות סלעיים כמו כדור הארץ, לא יסחפו כמה שיותר חומר, וכך לא ניתן יהיה להבחין בהם בהיעדר אבק.
טלסקופ החלל שפיצר שוגר למסלול ב- 25 באוגוסט 2003. צוות המחקר של דיסקי ה- IRS מוביל על ידי חברים שבנו את הספקטרוגרף האינפרא אדום של שפיצר, וכולל אסטרונומים באוניברסיטת רוצ'סטר, אוניברסיטת קורנל, אוניברסיטת מישיגן, הלאומית האוטונומית. אוניברסיטת מקסיקו, אוניברסיטת וירג'יניה, מכללת איתקה, אוניברסיטת אריזונה ו- UCLA. מעבדת הנעה סילונית של נאס"א בפסדינה שבקליפורניה, מנהלת את משימת טלסקופ החלל שפיצר עבור מנהלת משימת המדע של נאס"א בוושינגטון. פעולות המדע נערכות במרכז המדע שפיצר במכון הטכנולוגי בקליפורניה, אף הוא בפסדינה.
