Tako so pred časom na Nasi vizualno (računalniško) ponazorili, kako bi bil lahko videti protoplanetarni sistem, precej podoben tistemu, ki je glavni predmet pričujočega članka. Velikost planetov je tukaj namenoma pretirana zaradi lažje predstavitve. Foto: NASA/JPL-Caltech
Tako so pred časom na Nasi vizualno (računalniško) ponazorili, kako bi bil lahko videti protoplanetarni sistem, precej podoben tistemu, ki je glavni predmet pričujočega članka. Velikost planetov je tukaj namenoma pretirana zaradi lažje predstavitve. Foto: NASA/JPL-Caltech
LkCa 15
V večstopenjskem procesu so morali najprej izolirati in odstraniti neprimerno močnejšo svetlobo zvezde, da sta se lahko pokazala dva protoplaneta. Ter na sledini domnevnega tretjega. Foto: University of Arizona
LkCa 15
Dejanski posnetki sistema LkCa 15. Na levi je posnetek z značilnim žarenjem vodika, ki je izdalo proces nabiranja materiala med nastajanjem protoplaneta. Z rumenim križcem je označena točka, kjer bi morala biti zvezda (njena svetloba je s posnetka odstranjena). Sredinski posnetek je v "običajni", človeku vidni svetlobi, na desni pa sestavljen. Foto: Kate Folette

Planete zunaj domačega Osončja je izjemno težko zaznati. Čeprav naj bi jih bilo samo v lokalni Galaksiji več sto milijard, so znanstveniki doslej potrdili obstoj le nekaj tisoč primerkom, pa še te večinoma s posrednimi metodami, denimo s t. i. učinkom vešče.

S "portreti" se lahko ponaša le prgišče eksoplanetov globoko v svoji življenjski dobi. Še nikoli pa astronomom ni uspelo neposredno ujeti "zarodka" planeta. Tak primerek je zelo iskan, saj bi lahko navrgel kakšen namig v iskanju odgovora na staro vprašanje človeštva: kako je sploh nastalo Osončje in kako se je skupaj zlepila Zemlja? Med večje uspehe šteje nedavna prva neposredna fotografija protoplanetarnega diska v bližini zvezde HL Tauri, torej celotne vroče sploščenine, iz katere bo čez veliko časa nastal pravi planetarni sistem.
450 svetlobnih let oddaljen krof
Zdaj pa je mednarodni ekipi astronomov iz ZDA in Avstralije kot prvi uspelo posneti droben delček takšnega diska, posamezen protoplanet oziroma eksoplanet v nastajanju, so sporočili z Univerze v Stanfordu. Našli so ga skritega v velikem, meglenem in prašnem oblaku okoli zvezde LkCa 15, ki se nahaja 450 svetlobnih let stran - na skoraj identični razdalji kot prej omenjeni HL Tauri. Ugotovitev je objavljenja v znanstveni reviji Nature. "To je prva neizpodbitna najdba. Poprej so bile vedno mogoče alternativne razlage, zdaj pa imamo na voljo pravo fotografijo, kar je težko ovreči," je izjavila glavna soavtorica, Kate Follette s Stanforda.

Follette in druga glavna soavtorica, Stephanie Sallum z Univerze v Arizoni, sta sicer pred časom vsaka na svojem koncu ločeno preučevali LkCa 15, vsaka na svojem projektu. Kmalu je postalo očitno, da bo potrebno širše sodelovanje. Naposled so združili moči dveh velikih opazovalnic: arizonskega Large Binocular Telescope (LBTO), čilskega Giant Magellan Telescope (GMTO), ter posebne tehnologije, razvite v Arizoni.

Migotanje zvezd, migotanje posnetkov
Za tako zahtevno nalogo so namreč potrebovali še posebej visoko ločljivost in odstraniti čim več motenj, ki jih povzroča opazovanje z Zemlje. "V zemeljski atmosferi se neprestano in turbulentno mešata topel in mrzel zrak. Zato zvezde zvečer nekoliko migljajo, ko se ozrete v nebo. Za teleskop je to resna zadeva, ki lahko povzroči kar grozne posnetke," je povedal Laird Close, Follettein sodelavec. Nova tehnologija in tehnika omogočata opazovanja še precej temnejših objektov, ki so še nekoliko bližje matičnim zvezdam, so zatrdili na Univerzi v Arizoni.
Na LkCa 15 so se osredinili iz dveh razlogov. Najprej zato, ker je zelo mlada in vroča zvezda z le dvema milijonoma let za seboj. In zato, ker je okoli nje ogromno materiala, ostankov oblikovanja zvezde, z veliko luknjo vred. "Ta sistem je poseben - kot velik krof. Je med redkimi primeri diskov z odprtino, veliko kot Sončni sistem [okoli 50 AU, op. a.]. In takšne odprtine lahko nastanejo med drugim tako, da se v njih rojevajo planeti," je izbiro pojasnila Follettova.

Da se tam skriva primerek eksoplaneta, so ugotovili že leta 2011, in ga začasno poimenovali LkCa 15 b. Zdaj pa jim je z natančnejšo analizo njegove svetlobe uspelo izslediti "prstne odtise" ki dokazujejo, da zbira okoliški material in raste.
Poseben odtenek, delo vodika
Nebesna telesa se v fazi nastajanja zelo segrejejo, je pojasnil Close. In ko nastajajo iz vodika, oddajajo temnordečo svetlobo, t. i. H-alfa emisijo. Pravzaprav na ta način identificirajo skoraj vse mlade zvezde.

H-alfa so našli tako pri zvezdi LkCa 15 kot pri protoplanetu b, čeprav so imeli precej težav pri ločevanju, kateri snop prihaja od zvezde in kateri od planeta. "Razlika v svetlosti zvezde in mladega eksoplaneta je primerljiva razliki med kresničko in svetilnikom," je ponazorila Follettova. "Osredinili smo se na posebno barvo, pri kateri ta planet sveti precej močneje od pričakovanj," je pojasnila. Nato so uspešno ločili snopa in dokazali, da gresta oba objekta skozi isti proces.

Pri tem so našli dodaten, sosednji eksoplanet, LkCa 15 c, ter možnost, da obstaja še tretji (d). Primerka b in c sta, sodeč po hitrosti kroženja okoli zvezde, nekajkrat večja od našega Jupitra. Prvi je od zvezde oddaljen 15 AU, drugi pa še enkrat toliko.
Follettova si želi, da bi napredek tehnologije kmalu omogočil hitro in zanesljivo potrjevanje eksoplanetov v velikosti Zemlje.
Nedavno je 60 mednarodnih strokovnjakov za eksoplanete izbralo 20 najljubših oziroma zanje najvznemirljivejših primerkov. Rezultati so dostopni tukaj.
Videopredstavitev najdbe:

Foto: nekaj drugih neposredno posnetih eksoplanetov












Eksoplanet 51 Eridani b se nahaja 96 svetlobnih let stran v Osončju podobnem sistemu. Je mlad plinski velikan in okoli matične zvezde 51 Eridani kroži pri podobni oddaljenosti kot Saturn okoli Sonca. Foto: Gemini Observatory and J. Rameau (UdeM) and C. Marois NRC Herzberg
HR 8799 je zvezda, okoli katere krožijo štirje potrjeni eksoplaneti. Na tem posnetku so trije. Vsi so nekoliko večji od Jupitra ter vsak posebej vsebuje za pet do sedem Zemelj mase. Od zvezde so oddaljeni med 24 in 68 AU. Z zelenim 'x' je označena lokacija zvezde, katere svetloba je odstranjena. Foto: NASA/JPL-Caltech/Palomar Observatory
S pomočjo havajskega teleskopa Subaru so v bližini svetle, Soncu podobne zvezde Gliese 504 našli eksoplanet GJ 504b (svetla pika v desnem zgornjem kotu). Okoli zvezde kroži pri 43 AU, kar je še več od razdalje med Soncem in Plutonom. Posnetek je v svetlobi blizu infrardečih valovnih dolžim. Zvezda na sredini je odstranjena, nenavadni barvni vzorci po vsej fotografiji pa so ostanki njene svetlobe oziroma šum. Foto: NASA’s Goddard Space Flight Center/NAOJ
2M J044144 je rjava pritlikavka, ki je okoli 450 svetlobnih let stran. Vsebuje okoli 20 Jupitrovih mas in je stara okoli milijon let. Na levi strani je Hubblov posnetek te zvezde. Na njeni levi spodnji strani je opazna svetlejša zaplata. Na desnem posnetku so svetlobo zvezde nekoliko prekrili in s tem razkrili, kaj se je skrivalo ob strani: še en objekt, ki naj bi vseboval med petimi in desetimi masami Jupitra. Ni jasno, ali je to eksoplanet ali še ena rjava pritlikavka. Vsekakor je prevelik in premlad, da bi lahko nastal s kopičenjem materiala iz okoliškega diska. Lahko bi bil tudi ujeti objekt. Foto: NASA, ESA, K. Todorov K. Luhman (Penn State University)
25 svetlobnih let stran je zvezda Fomalhaut. Hubble jo je že večkrat fotografiral, nato so astronomi odkrili, da se na posnetkih marsikaj spreminja. Našli so eksoplanet Fomalhaut b, ki se polagoma premika po orbiti. Tudi tu je osrednja zvezda zatemnjena, nenavadni lik, ki spominja na oko, pa je svetlobni šum, ki je kljub zatemnitvi ostal. Fomalhaut b zvezdo obkroži v 1.700 zemeljskih letih. Njegova masa in velikost sta težko določljivi. Foto: NASA, ESA, and P. Kalas (University of California, Berkeley and SETI Institute