Ми думали, що знаємо, звідки взялася Бета Пікторіс b.
Виявилося, що ізотопи вуглецю обдурили нас.
Астрономи використовували оновлений інструмент GRAVITY+ на інтерферометрі Дуже великого телескопа ESO, щоб заглянути в атмосферу молодого гіганта. Їм був потрібен ізотопний склад вуглецю. А саме співвідношення Вуглецю-12 і Вуглецю-13, укладеного в молекули чадного газу.
У чому каверза?
Ізотопи мають однакову кількість протонів, але різну кількість нейтронів. Їхні маси трохи різняться, але хімічні властивості майже ідентичні. У космосі вони поєднуються з киснем, утворюючи 12CO і 13CO.
Вимірюючи це співвідношення, можна визначити, чи сформувалася планета всередині або за «сніговою лінією» CO.
Снігова лінія. Це радіус орбіти, де досить холодно, щоби газ замерзав. Сформувалася всередині – ти дихаєш газом CO. Сформувалася зовні – ти гнеш крижані грудки CO. Проста фізика, правда?
Ні.
Бета Пікторіс b орбітує з відривом 8 астрономічних одиниць (а.е.) від своєї зірки. Це значно ближче до снігової лінії. Якби попередні дані були вірні, цей монстр масою Юпітера (вагою 9–13 мас Юпітера) мав би сформуватися в холодній темряві далекого космосу і потім мігрувати всередину. Це довгий шлях.
Антонія фон Штаффенберг та її команда з Інституту Макса Планка не довіряли старим даним. Вони підозрювали, що оригінальний інструмент GRAV був надто «розмитим». Він дав низьке співвідношення, що вказувало на формування планети за лінією льоду.
«Ми радили обережність під час інтерпретації результатів», — зазначали вони. “GRAVITY міг виявитися inadequate”.
Тому вони перерахували дані. За допомогою чіткіших «очей» GRAVITY+.
Нове співвідношення? Вище. Значно вищий.
Воно збігається з тим, що ми спостерігаємо у Сонячній системі, у міжзоряному середовищі та у дюжини інших молодих газових гігантів. Послідовно, так. Але розчаровує.
Зсув повертає точку формування у внутрішній, теплий диск. Туди, де планета знаходиться зараз. Жодних грандіозних міграцій. Жодних космічних подорожей через всю систему. Просто локальне походження.
Для методу це погана новина.
Якщо у кожного молодого гіганта однаковий ізотопний відбиток вуглецю, то цей відбиток нічого не означає. Варіації, що відбуваються в момент формування, дуже тонкі для того, щоб поточні технології могли їх вловити. Ми втрачаємо фізику. Деякі ключові механізми хімії льоду CO залишаються невидимими.
Отже, місце народження гігантів на широких орбітах? Як і раніше, загадка.
Хоча проблиск надії був. Спостерігалася незначна варіація потоку, пов’язана з 8,7-годинним обертанням планети. Можливо, це хмари? Хімічні вирування у верхній атмосфері? Сигнал слабкий, ймовірно, це шум, але він вказує на те, що погода змінюється.
Бета Пікторіс b відмовляється видати свою автобіографію. Щоб прочитати її, нам знадобляться досконаліші інструменти.
