Observationer gjorda med European Southern Observatory's Very Large Telescope (ESO:s VLT) har avslöjat tecken på att ett stjärnsystem föds. Runt den unga stjärnan AB Aurigae ligger en tät skiva av damm och gas där astronomer har upptäckt en framträdande spiralstruktur med en "vridning" som markerar platsen där en planet kan bildas. Det observerade särdraget kan vara det första direkta beviset på att en babyplanet kommer till.

"Tusentals exoplaneter har identifierats hittills, men lite är känt om hur de bildas, " säger Anthony Boccaletti som ledde studien från Observatoire de Paris, PSL University, Frankrike. Astronomer vet att planeter föds i dammiga skivor som omger unga stjärnor, som AB Aurigae, som kall gas och damm klumpar ihop sig. De nya observationerna med ESO:s VLT, publiceras i Astronomi &Astrofysik , ge viktiga ledtrådar för att hjälpa forskare att bättre förstå denna process.

"Vi måste observera mycket unga system för att verkligen fånga ögonblicket när planeter bildas, " säger Boccaletti. Men hittills hade astronomer inte kunnat ta tillräckligt skarpa och djupa bilder av dessa unga skivor för att hitta den "vridning" som markerar platsen där en babyplanet kan komma till existens.

De nya bilderna visar en fantastisk spiral av damm och gas runt AB Aurigae, belägen 520 ljusår från jorden i stjärnbilden Auriga (Vägnaren). Spiraler av denna typ signalerar närvaron av babyplaneter, som "sparkar" gasen, skapar "störningar i skivan i form av en våg, ungefär som kölvattnet av en båt på en sjö, " förklarar Emmanuel Di Folco från Astrophysics Laboratory of Bordeaux (LAB), Frankrike, som också deltog i studien. När planeten roterar runt den centrala stjärnan, denna våg formas till en spiralarm. Den mycket ljusgula "twist"-regionen nära mitten av den nya AB Aurigae-bilden, som ligger på ungefär samma avstånd från stjärnan som Neptunus från solen, är en av dessa störningsplatser där teamet tror att en planet skapas.

Observationer av AB Aurigae-systemet som gjordes för några år sedan med Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA, där ESO är en partner, gav de första antydningarna om pågående planetbildning runt stjärnan. På ALMA-bilderna, forskare såg två spiralarmar av gas nära stjärnan, ligger inom skivans inre område. Sedan, under 2019 och början av 2020, Boccaletti och ett team av astronomer från Frankrike, Taiwan, USA och Belgien försökte få en tydligare bild genom att vrida SPHERE-instrumentet på ESO:s VLT i Chile mot stjärnan. SPHERE-bilderna är de djupaste bilderna av AB Aurigae-systemet som hittills erhållits.

Med SPHEREs kraftfulla bildsystem, astronomer kunde se det svagare ljuset från små dammkorn och utsläpp från den inre skivan. De bekräftade närvaron av spiralarmarna som först upptäcktes av ALMA och upptäckte även en annan anmärkningsvärd egenskap, en tvist', som pekar på närvaron av pågående planetbildning i skivan. "Vridningen förväntas från några teoretiska modeller av planetbildning, " säger medförfattaren Anne Dutrey, även på LAB. "Det motsvarar kopplingen av två spiraler - en som slingrar sig inåt planetens bana, den andra expanderar utåt - som förenas på planetens plats. De tillåter gas och damm från skivan att samlas på den bildade planeten och få den att växa."

ESO bygger det 39 meter långa Extremely Large Telescope, som kommer att dra nytta av ALMAs och SPHEREs banbrytande arbete för att studera extrasolära världar. Som Boccaletti förklarar, detta kraftfulla teleskop kommer att göra det möjligt för astronomer att få ännu mer detaljerade vyer av planeter i vardande. "Vi borde kunna se direkt och mer exakt hur gasens dynamik bidrar till bildandet av planeter, " avslutar han.