 Астрономы, ведущие наблюдения на телескопе ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), получили самые ясные на сегодняшний день свидетельства того, что в газо-пылевых дисках вокруг четырех молодых звезд совсем недавно образовались планеты с массами в несколько Юпитеров.
Планеты находят почти у каждой звезды, но астрономы все еще до конца не понимают, как именно — и при каких условиях — они образуются.
Чтобы ответить на этот вопрос, они исследуют газо-пылевые диски, которые вращаются вокруг молодых звезд и в которых формируются планеты. Эти диски находятся на огромных расстояниях от Земли, и поэтому нужна вся мощь телескопа, чтобы их изучать.
Особый класс таких дисков, так называемые переходные диски, обладает необычным свойством: в их центральных частях, непосредственно вокруг родительской звезды, отсутствует пыль.
Чтобы объяснить эту особенность, выдвинуто две идеи.
Первая заключается в том, что вещество из окрестности звезды выметено или уничтожено сильным звездным ветром и интенсивным фотоиспарением (процессом расчистки пыли и газа, выметания их из внутренних частей диска наружу).
Альтернативное объяснение выглядит так: массивные молодые планеты в процессе своего образования и орбитального движения в этих областях «собрали на себя» имевшееся там вещество. Такие планеты очень трудно наблюдать непосредственно и в предыдущих исследованиях, выполненных на миллиметровых волнах, не удалось получить четкой картины внутренних зон образования планет, что могло бы позволить сделать выбор между предложенными объяснениями.
Ученые наблюдали четыре звезды: SR 21, HD 135344B (другое обозначение SAO 206462), DoAr 44 и Oph IRS 48. Новые изображения показывают, что внутри промежутков, свободных от пыли, присутствует значительное количество газа. Газ в переходных дисках – в основном водород, но прослеживается наблюдательно по молекулярным линиям окиси углерода CO. Но к удивлению ученых в этом газе тоже есть зазор, только втрое уже, чем промежуток, в котором нет пыли. Такую структуру диска можно объяснить только в сценарии, по которому только что сформировавшиеся массивные планеты «расчистили» газ на пути своего орбитального движения, захватывая при этом силой своего притяжения пылевые частицы на большем расстоянии.
“Предыдущие наблюдения уже наводили на мысль о присутствии газа внутри промежутков, расчищенных от пыли”, - объясняет Нинке ван дер Марел. “Но так как ALMA позволяет получить изображение распределения вещества внутри диска в гораздо больших подробностях, чем другие инструменты, мы смогли исключить альтернативный сценарий. Существование глубоких зазоров ясно указывает на присутствие планет с массами в несколько раз больше, чем у Юпитера – именно они создали эти пустоты при своем движении сквозь диск”.
Теперь нужны дальнейшие наблюдения, чтобы определить, следуют ли и другие переходные диски этому сценарию. Так или иначе, наблюдения на ALMA уже позволили астрономам глубже понять сложный механизм образования планет.
“У всех до сих пор изученных переходных дисков, у которых наблюдаются большие области, свободные от пыли, имеются и области, свободные от газа. Поэтому, используя ALMA, мы сможем узнать, где и когда в этих дисках рождаются гигантские планеты, а затем сравнить эти результаты с моделями образования планет”, - говорит Эвин ван Дишек (Ewine van Dishoeck) из Лейденского университета и Института внеземной физики им.Макса Планка в Гархинге. “Прямые наблюдения планет на пределе возможностей современных инструментов, а строящееся сейчас новое поколение телескопов, таких, как Европейский Чрезвычайно Большой Телескоп (European Extremely Large Telescope), смогут пойти гораздо дальше”. |
