Получены редкие «детские снимки» планетных систем

Три международные команды астрономов получили детальные снимки сразу нескольких протопланетных дисков вокруг молодых звезд. Работы исследователей опубликованы в журнале Astronomy&Astrophysics (1, 2, 3).

Протопланетный диск представляет собой вращающийся диск из газа и пыли, который окружает звезды на раннем этапе их эволюции. Именно в нем происходит формирование планет: сначала частицы пыли сталкиваются друг с другом и «сбиваются» в небольшие комки, которые затем под действием гравитации превращаются в планетезимали. Если планетезималь накапливает достаточно вещества, то она становится протопланетой, которая потом уже может превратиться в полноценную планету.

Исследователи уже много лет изучают газопылевые диски вокруг звезд, чтобы понять особенности формирования планетных систем, но лишь недавно они начали получать детальные изображения, позволяющие разглядеть структуру протопланетных дисков. Это стало возможным благодаря появлению новых инструментов, в число которых входит приемник SPHERE, установленный на комплексе телескопов Very Large Telescope в пустыне Атакама. Именно с помощью этого устройства астрономы смогли в деталях «рассмотреть» сразу несколько протопланетных дисков.

Первая группа ученых наблюдала за молодой звездой RX J1615, которая находится на расстоянии 600 световых лет от Земли в созвездии Скорпиона. Исследователям удалось обнаружить у нее сложную систему концентрических колец, которые по форме отдаленно напоминают кольца Сатурна. Возраст протопланетного диска, по оценкам астрономов, составляет всего 1,8 миллион лет, а его структура указывает на то, что вокруг звезды все еще формируются новые экзопланеты. Исследователи отмечают, что настолько молодые протопланетные диски удается запечатлеть крайне редко.

Открытая учеными система оказалась похожа на другую систему из звезды и протопланетного диска, за которой наблюдала вторая команда астрономов. Исследователи изучали звезду HD 97048, находящуюся от нас на расстоянии 500 световых лет в созвездии Хамелеона, и также обнаружили вокруг нее протопланетный диск с кольцами. Сходство двух систем удивило ученых, так как до этого концентричные кольцевые структуры в газопылевых дисках встречались астрономам нечасто.

Третья группа ученых исследовала газопылевой диск вокруг звезды HD 135344B, которая расположена в 450 световых годах от Земли. Астрономам уже было известно о существовании у HD 135344B протопланетного диска, однако с помощью инструмента SPHERE в нем удалось «разглядеть» рукава и пустоты. По мнению ученых, эти структуры были созданы массивными протопланетами, которые в будущем станут мирами, похожими на Юпитер.

Наблюдения исследователей помогают лучше изучить процесс формирования планетных систем. С помощью большого количества детальных изображений протопланетных дисков ученые в будущем смогут понять, как планеты-гиганты вроде Юпитера появляются на далеких орбитах и как рождаются планетные системы, похожие на нашу.

Недавно ученым с помощью телескопа ALMA удалось впервые увидеть водную снеговую линию вокруг молодой звезды V883 Orionis. Исследователи смогли обнаружить эту линию благодаря увеличению яркости звезды, которое возникло в результате падения большого количества материала из газопылевого диска на поверхность звезды и подсветило протопланетарный диск.

Кристина Уласович