Nieuw werk van een internationaal team van astronomen, waaronder Carnegie's Jaehan Bae, gebruikte archiefgegevens van een radiotelescoop om een ​​nieuwe methode te ontwikkelen voor het vinden van zeer jonge extrasolaire planeten. Hun techniek bevestigde met succes het bestaan ​​van twee eerder voorspelde Jupiter-massaplaneten rond de ster HD 163296. Hun werk is gepubliceerd door de Astrofysische journaalbrieven .

Van de duizenden exoplaneten die door astronomen zijn ontdekt, slechts een handvol zijn in hun beginjaren. Het vinden van meer babyplaneten zal astronomen helpen de vele openstaande vragen over planeetvorming te beantwoorden, inclusief het proces waardoor ons eigen zonnestelsel is ontstaan.

Jonge sterren zijn omgeven door roterende schijven van gas en stof waaruit planeten worden gevormd. De 60 radiotelescoopantennes van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, ALMA, hebben deze schijven met een nooit eerder vertoonde helderheid in beeld kunnen brengen.

Het onderzoeksteam, waaronder hoofdauteur Richard Teague en co-auteur Edwin Bergin van de Universiteit van Michigan, Tilman Birnstiel van de Ludwig Maximilian Universiteit van München, en Daniel Foreman-Mackey van het Flatiron Institute - gebruikten archiefgegevens van ALMA om aan te tonen dat afwijkingen in de snelheid van het gas in deze roterende protoplanetaire schijven kunnen worden gebruikt om de aanwezigheid van reuzenplaneten aan te geven.

Andere technieken voor het vinden van babyplaneten in de schijven rond jonge sterren zijn gebaseerd op waarnemingen van de emissie afkomstig van de stofdeeltjes van een schijf. Maar stof maakt slechts één procent uit van de massa van een schijf, dus besloot het team zich in plaats daarvan te concentreren op het gas dat voor 99 procent uit een jonge schijf bestaat.

Hun nieuwe techniek richt zich op de beweging van het gas, het onderzoeken van radiale drukgradiënten in het gas om de vorm van de verstoringen te zien - zoals wervelingen en wervelingen in een rotsachtige stroombedding - waardoor astronomen een nauwkeuriger bepaling kunnen maken van de massa's en locaties van planeten die in de schijf zijn ingebed.

Hun nieuwe methode bevestigde met succes het eerder voorspelde bestaan ​​van twee Jupiter-massaplaneten rond HD 163296. Ze draaien op afstanden van 83 en 137 keer die tussen de zon en de aarde, hoewel hun gastheerster veel helderder is dan onze eigen zon.

"Hoewel stof een belangrijke rol speelt bij de vorming van planeten en ons onschatbare informatie verschaft, het is het gas dat verantwoordelijk is voor 99 procent van de massa van protoplanetaire schijven. Het is daarom cruciaal om kinematica te bestuderen, of beweging, van het gas om beter te begrijpen wat er gebeurt in de schijven die we waarnemen, " legde Bae uit.

"Deze methode zal essentieel bewijs leveren om de stofbeelden met hoge resolutie van ALMA te helpen interpreteren. door planeten in dit jonge stadium te detecteren, hebben we de beste kans om te testen hoe hun atmosfeer wordt gevormd en welke moleculen daarbij worden afgegeven, ", aldus hoofdauteur Teague.