Mladi planetarni sistem zvijezde Beta Piktoris (Beta Pic), stare oko 23 miliona godina, jedan je od najpoznatijih zbog svog prašnjavog diska u kojem se nalaze najmanje tri džinovske gasovite planete. Najveća među njima, Beta Piktoris b, otkrivena je još 2008. godine direktnim snimanjem i ima masu približno 11 puta veću od Jupiterove. Oko svoje matične zvijezde obilazi po širokoj orbiti, a za jedan puni krug potrebno joj je oko 23 godine.
Naučnici s Instituta za astronomiju Maks Plank (MPIA) u Njemačkoj, Opservatorije Azurne obale (OCA) u Francuskoj i drugih istraživačkih ustanova proučavali su ovu planetu kako bi otkrili gdje je nastala i da li se njena atmosfera mijenja tokom vremena. U istraživanju su koristili unaprijeđeni instrument GRAVITY+, postavljen na Interferometar Veoma velikog teleskopa (VLTI) Evropske južne opservatorije (ESO) u Čileu. Rezultati su objavljeni u naučnom časopisu Astronomy & Astrophysics.
Prema riječima istraživača, GRAVITY+ pruža znatno preciznija mjerenja od svog prethodnika, što omogućava detaljnije proučavanje direktno snimljenih egzoplaneta.
Potraga za mjestom nastanka planete
Naučnici su pokušali utvrditi gdje je Beta Piktoris b nastala analizirajući odnos dva izotopa ugljika, ¹²CO i ¹³CO, prisutnih u ugljen-monoksidu u njenoj atmosferi.
Izotopi su različiti oblici istog hemijskog elementa. Imaju isti broj protona, ali različit broj neutrona, zbog čega se neznatno razlikuju po masi, iako imaju gotovo ista hemijska svojstva.
Teorija kaže da odnos ovih izotopa može pokazati da li je planeta nastala unutar ili izvan takozvane linije snijega, područja u protoplanetarnom disku gdje je temperatura dovoljno niska da se ugljen-monoksid pretvori u led. Unutar te granice CO se uglavnom nalazi u gasovitom stanju, dok izvan nje prelazi u led.
Novi podaci mijenjaju ranije zaključke
Ranija mjerenja, obavljena originalnim instrumentom GRAVITY, sugerisala su da je Beta Piktoris b možda nastala izvan linije snijega, a zatim migrirala bliže svojoj zvijezdi.
Međutim, nova mjerenja dobijena instrumentom GRAVITY+ pokazala su znatno drugačiji odnos izotopa. Dobijeni rezultati ukazuju da je planeta vjerovatno nastala u toplijem, unutrašnjem dijelu protoplanetarnog diska, gdje se i danas nalazi.
Novi podaci slažu se i s rezultatima drugih istraživačkih timova koji su koristili drugačije instrumente, što dodatno potvrđuje njihovu pouzdanost.
Moguće promjene u atmosferi
Osim proučavanja hemijskog sastava, astronomi su uočili i naznake da se sjaj planete neznatno mijenja tokom vremena.
Iako rezultat još nije statistički dovoljno snažan da bi bio potvrđen, promjene bi mogle biti povezane s rotacijom planete koja traje oko 8,7 sati. To bi moglo ukazivati na prisustvo oblaka ili hemijskih procesa u njenoj atmosferi.
Za potvrdu ove pretpostavke bit će potrebna još osjetljivija posmatranja.
Misterija i dalje nije riješena
Iako su nova mjerenja znatno preciznija, naučnici su došli do neočekivanog zaključka. Pokazalo se da odnos izotopa ugljika nije dovoljno pouzdan pokazatelj mjesta nastanka gasovitih džinova kako se ranije pretpostavljalo.
Naime, većina mladih gasovitih planeta koje su do sada analizirane pokazuje vrlo slične vrijednosti, bez obzira na to gdje su vjerovatno nastale.
To sugeriše da naučnicima još uvijek nedostaje dio slagalice, odnosno važni fizički procesi koji određuju hemijski sastav ugljen-monoksida u protoplanetarnim diskovima.
Zbog toga porijeklo velikih gasovitih planeta poput Beta Piktoris b i dalje ostaje jedna od velikih neriješenih misterija moderne astronomije. Istraživači vjeruju da će instrumenti nove generacije, poput GRAVITY+, imati ključnu ulogu u budućim pokušajima da se razjasni kako i gdje nastaju ovakvi svjetovi.