Myśleliśmy, że wiemy, skąd pochodzi Beta Pictoris b.
Okazało się, że izotopy węgla nas oszukały.
Astronomowie wykorzystali zaktualizowany instrument GRAVITY+ na należącym do ESO interferometrze Bardzo Dużego Teleskopu, aby przyjrzeć się atmosferze tego młodego olbrzyma. Potrzebowali składu izotopowego węgla. Mianowicie stosunek węgla-12 i węgla-13 zawartego w cząsteczkach tlenku węgla.
Jaki jest haczyk?
Izotopy mają tę samą liczbę protonów, ale różną liczbę neutronów. Ich masy różnią się nieznacznie, ale ich właściwości chemiczne są prawie identyczne. W kosmosie łączą się z tlenem, tworząc 12CO i 13CO.
Mierząc ten stosunek, można określić, czy planeta uformowała się wewnątrz, czy za „linią śniegu” CO.
Linia śniegu. Jest to promień orbity, na której jest wystarczająco zimno, aby gaz zamarzł. Uformowany wewnątrz – oddychasz gazem CO. Powstałe na zewnątrz – uginasz bryły lodu CO. Prosta fizyka, prawda?
Nie.
Beta Pictoris b krąży w odległości 8 jednostek astronomicznych (AU) od swojej gwiazdy. To jest znacznie bliżej granicy śniegu. Jeśli poprzednie dane były prawidłowe, ten potwór o masie Jowisza (ważący 9–13 mas Jowisza) powinien uformować się w zimnej ciemności głębokiego kosmosu, a następnie migrować do wewnątrz. To długa droga.
Antonia von Staffenberg i jej zespół z Instytutu Maxa Plancka nie ufali starym danym. Podejrzewali, że oryginalny instrument GRAV był zbyt „rozmyty”. Dało to niski współczynnik, który wskazywał na powstanie planety poza linią lodu.
„Zalecaliśmy ostrożność w interpretacji wyników” – zauważyli. „GRAWITACJA może być niewystarczająca.”
Dlatego przeliczyli dane. Z ostrzejszymi oczami GRAVITY+.
Nowy współczynnik? Wyższy. Znacznie wyżej.
Odpowiada temu, co widzimy w Układzie Słonecznym, ośrodku międzygwiazdowym i kilkunastu innych młodych gazowych olbrzymach. Konsekwentnie tak. Ale rozczarowujące.
Przesunięcie powoduje powrót punktu formowania do wewnętrznego, ciepłego dysku. Do miejsca, w którym obecnie znajduje się planeta. Żadnych wielkich migracji. Żadnych podróży kosmicznych przez cały system. Tylko lokalne pochodzenie.
To zła wiadomość dla tej metody.
Jeśli każdy młody gigant ma ten sam izotopowy odcisk palca, to ten odcisk nic nie znaczy. Różnice zachodzące w momencie powstawania są zbyt subtelne, aby obecna technologia mogła je uchwycić. Brakuje nam fizyki. Niektóre kluczowe mechanizmy chemii lodu CO pozostają niewidoczne.
A więc miejsce narodzin gigantów na szerokich orbitach? Wciąż tajemnica.
Pojawił się jednak promyk nadziei. Zaobserwowano niewielkie wahania strumienia spowodowane 8,7-godzinnym obrotem planety. Może to chmury? Chemiczne kipienie w górnych warstwach atmosfery? Sygnał jest słaby, prawdopodobnie szum, ale wskazuje, że pogoda się zmienia.
Beta Pictoris b odmawia wydania swojej autobiografii. Aby to przeczytać, potrzebujemy lepszych narzędzi.
