ALMA обнаружила протопланетный диск у только что родившейся звезды

Астрономы при помощи системы радиотелескопов ALMA обнаружили вокруг очень молодой протозвезды вращающийся газопылевой диск, в котором, возможно, формируется новая планетная система. Это означает, что протопланетные диски могут возникать даже на самых ранних стадиях эволюции звезд, что раньше казалось маловероятным. Статья опубликована в The Astrophysical Journal Letters.

За последние несколько десятилетий наблюдатели открыли более 3700 экзопланет при помощи различных методов, например транзитной фотометрии или метода радиальных скоростей. Однако практически во всех этих случаях мы видим уже сформировавшиеся планеты, поэтому астрономов интересуют объекты, могущие дать информацию о процессах формирования самих планет и протопланетных дисков. Особый интерес представляют системы, находящиеся на начальных этапах формирования, где вокруг новорожденных звезд наблюдаются вращающиеся газопылевые диски. Данные по структуре и свойствам таких объектов позволяют оценить массу протозвезды и возможное количество протопланет в системе.

На сегодняшний день большинство протопланетных дисков были обнаружены у протозвездных объектов класса II и III (когда звезда становится видимой и готова выйти на главную последовательность), однако предсказывалось их существование у гораздо более молодых объектов (класса 0/I), которое в дальнейшем подтвердилось.

Группа во главе с Йоко Оя (Yoko Oya) из Токийского университета сообщила о результатах наблюдений за объектом IRAS 15398-3359 — это маломассивная протозвезда, расположенная в молекулярном облаке Lupus 1 на расстоянии 505,5 светового года от Земли. Болометрическая температура звезды составляет 44 кельвина, что характерно для протозвезд класса 0 (это самая ранняя форма протозвезды, когда она еще достаточно холодна и окружена облаком из газа и пыли). С химической точки зрения IRAS 15398-3359 представляет собой объект, богатый различными молекулами ненасыщенных углеводородов, такими как CCH, C₄H и CH₃CCH, присутствующими в масштабах несколько тысяч астрономических единиц вокруг протозвезды.

Наблюдения IRAS 15398-3359 проводились в субмиллиметровом диапазоне волн в июле 2015 года при помощи системы радиотелескопов ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), в спектральных линиях CCH и SO. Более ранние наблюдения при помощи ALMA показали, что в системе недавно происходили всплески аккреции вещества на протозвезду и существует биполярный отток вещества. Кроме того, было высказано предположение, что у протозвезды есть уже сформированная вращающаяся дисковая структура, а верхний предел массы самой протозвезды оценивался примерно 0,01-0,09 масс Солнца.

Анализ новых данных показал, что вокруг звезды действительно существует вращающийся газопылевой диск. Оценка массы протозвезды оказалась ниже, чем считалось ранее — около 0,007 массы Солнца. Оценка массы диска, при условии, что температура пыли составляет 20-100 кельвинов, составляет примерно 0,1-0,9 массы звезды, а сам диск может быть либо теплым и малым по размерам, либо находится в неустойчивом режиме, из-за чего будут происходить новые всплески аккреции вещества на звезду, благодаря чему она может увеличить свою массу на 20 процентов всего за несколько десятков тысяч лет. Альтернативная точка зрения, позволяющая объяснить столь малую массу протозвезды, заключается в том, что мы наблюдаем процесс формирования планетной системы вокруг коричневого карлика, однако это представляется маловероятной. В любом случае необходимы новые, более детальные наблюдения для понимания процесса образования звезд и дисков вокруг них.

Ранее мы рассказывали о том, как телескоп «Хаббл» помог изучить структуру остаточного диска у звезды, как выглядят околозвездные диски у далеких звезд и как астрономы впервые получили прямой снимок зарождающейся планеты.

Александр Войтюк