Астрономы нашли водяной лед в протопланетном диске звезды HD 100546

Группа ученых из Японии и США обнаружила следы водяного льда в протопланетном диске изолированной звезды HD 100546. Соответствующая работа вскоре будет опубликована в The Astrophysical Journal, а с ее препринтом можно ознакомиться на arXiv.org.

Наблюдения за звездой велись в марте 2012 года на телескопе Джемини-юг, расположенном на горе Серо Пачина в чилийских Андах. Для сбора данных использовали прибор NICI — инструмент, сочетающий в себе адаптивную оптическую систему, коронограф и специализированную двухканальную камеру для наблюдения за объектами в ближней инфракрасной области.

Ученые отслеживали на снимках наличие спектральной линии поглощения водяного льда и его распределение в протопланетном диске звезды HD 100546. Оказалось, несмотря на то, что следы кристаллов льда присутствуют по всей поверхности диска, по мнению ученых, сигнал был достаточно мал. Авторы объясняют это влиянием эффекта фотодесорбции — испарения воды и последующего разрушения кристаллов под действием ультрафиолетового излучения звезды.

Чтобы подтвердить эту догадку, ученые решили сравнить свои результаты с теоретическими предсказаниями о нестабильности кристаллов льда в протопланетных дисках молодых звезд. Согласно этой теории водяной лед должен достаточно быстро испариться в присутствии ультрафиолетового излучения звезды. По словам авторов, полученные ими данные можно интерпретировать как в пользу, так и против теоретических расчетов, с небольшим преимуществом в сторону их справедливости.

Ранее присутствие кристаллов водяного льда в околозвездном диске наблюдали для более холодного, чем HD 100546, солнца спектрального класса F. Авторы считают, что новые наблюдения позволяют не только проверить теоретические модели, описывающие формирование околозвездных дисков, но и предоставляют данные для изучения процессов образования планет. Так, в Солнечной системе снеговая линия льда — отделяющая область вокруг звезды, дальше которой возможно существование льда в твердой форме — разделяет твердые планеты земного типа и газовые гиганты.

Звезда HD 100546 располагается в созвездии Муха и удалена от Земли на примерно 320 световых лет. Её относят к так называемым звёздам Хербига спектрального класса В. Звёзды Хербига — разновидность молодых солнц, которые имеют возраст до 10 миллионов лет и еще не вышли на главную звездную последовательность на диаграмме Герцшпрунга-Рассела. Плотность таких звезд еще недостаточна для запуска термоядерной реакции горения водорода, и источником энергии для них является гравитационное сжатие. Обычно эти объекты окружены газопылевым облаком, в котором, по мнению ученых, уже могут начинаться процессы образования планет.