Астрономы впервые увидели образование зародышей планет за счет гравитационной нестабильности
Но не все из них станут потом планетами
Астрономы при помощи телескопов VLT и ALMA впервые увидели результаты действия механизма гравитационной нестабильности в планетарных масштабах. Они обнаружили крупные сгустки вещества, могущие быть зародышами планет, в газопылевой оболочке вокруг молодой звезды V960 Mon. Статья опубликована в The Astrophysical Journal Letters.
Модель аккреции газа из протопланетного диска на твердое ядро, рождающееся за счет слипания пылевых частиц и планетезималей, считается основной для объяснения формирования газовых гигантов. Однако для экзогигантов и коричневых карликов, находящихся на больших расстояниях от родительских звезд, такая модель подходит хуже, так как время жизни газового диска будет меньше, чем время, необходимое для набора массы объектом. В этом случае модель формирования крупного тела за счет гравитационной нестабильности во внешней части протопланетного диска считается более подходящей, причем лежащие в ее основе физические механизмы могут объяснять и вспышки аккреции вещества на молодые звездные объекты, например фуоры.
Группа астрономов во главе с Филиппом Вебером (Philipp Weber) из Университета Сантьяго в Чили опубликовала результаты анализа наблюдений за молодой звездой V960 Mon, проведенных при помощи приемника SPHERE, установленных на комплексе телескопов VLT, в 2016 году. Ученые также использовали архивные данные наблюдений за звездой наземной системы радиотелескопов ALMA.
V960 Mon находится на расстоянии около пяти тысяч световых лет от Солнца в созвездии Единорога и относится к фуорам. Она находится в фазе вспышки аккреции с 2014 года и окружена газопылевой оболочкой с массой около 0,6 массы Солнца.
Ученые обнаружили вокруг звезды S-образную структуру, у которой обе части состоят из как минимум двух смежных спиральных рукавов. Их протяженность составляет несколько тысяч астрономических единиц. Вблизи звезды наблюдается яркий компаньон, а в спиральных рукавах заметны сгустки вещества, которые при температуре в 50 кельвин могут содержать от 3 до 10 масс Земли в твердой фазе и около 1-3 масс Юпитера в виде газа.
Обнаружение сгустков планетарной массы означает, что спиральные рукава фрагментируются за счет гравитационной нестабильности, а сами сгустки могут быть зародышами планет. Однако в дальнейшем часть из них может распасться, упасть на звезду или быть выброшенными прочь из системы, породив планеты-изгои.
Ранее мы рассказывали о том, как спиральные рукава указали на гигантскую протопланету.
Она содержит вещество сверхновой и остатка от слияния нейтронных звезд
Астрономы обнаружили самого низкометалличного представителя r-II звезд, обогащенных тяжелыми элементами, возникшими в результате r-процесса. Предполагается, что он образовался из газа, загрязненного веществом от взрыва массивной звезды и слияния двух нейтронных звезд. Препринт работы опубликован на сайте arXiv.org. В первичной Вселенной существовали водород, гелий и небольшие количества легких элементов до бора. Более тяжелые элементы возникали в результате различных ядерных реакций в недрах звезд, после чего попадали в межзвездную среду после смерти светил, увеличивая химическое разнообразие Вселенной. Считается, что за время жизни Вселенной сменилось уже два поколения звезд, наше Солнце представляет собой звезду третьего поколения, вещество которой обогащено элементами, оставшимися от звезд предыдущих поколений. Чтобы разобраться в процессах нуклеосинтеза, шедших в ранней Вселенной, ученые ищут долгоживущие старые звезды в гало Млечного Пути, а также так называемые r-II звезды в виде пекулярных маломассивных светил, которые демонстрируют значительное обогащение европием и другими элементами, образующимся в результате быстрого захвата нейтронов атомным ядром (r-процесс) при слиянии нейтронных звезд или взрывах сверхновых. Европий пригоден для обнаружения оптической спектроскопией и для астрономов представляет важнейший индикатор действия r-процесса в среде Млечного Пути. Группа астрономов во главе с Винисиусом Плакко (Vinicius M. Placco) из Университета Сан-Паулу в Бразилии сообщила об обнаружении нового представителя низкометалличных звезд, обогащенных r-элементами. Звезда SPLUS J142445.34-254247.1 вначале была отобрана как интересный кандидат в ходе изучения фотометрических данных обзора неба S-PLUS, а затем исследовалась спектроскопическим наземным телескопом «Джемини-Юг». SPLUS J1424-2542 представляет маломассивную (0,84 массы Солнца) старую (около десяти миллиардов лет) звезду с эффективной температурой около 4,7 тысячи кельвинов, которая находится в гало Млечного Пути, на удалении 25,5 тысячи световых лет от Солнца. Звезда характеризуется одним из самых низких значений металличности ([Fe/H]=-3,39), при этом демонстрируя обогащение тяжелыми элементами, особенно рожденными в результате r-процесса (C/Fe]=+0,06, [Eu/Fe]=+1,62), что делает ее r-II звездой с одним из самых высоких отношений [Th/Fe]. Исследователи пришли к выводу, что такое светило не появилось из-за слияния Млечного Пути с другими галактиками, а возникло в гало из газового облака, загрязненного веществом, как минимум, двух разных популяций звезд. Содержание легких элементов (Z менее 30) согласуется с выбросом вещества от взрыва сверхновой низкометалличной звезды с массой 11,3–13,4 массы Солнца, а содержание тяжелых элементов (Z более 38) согласуется с моделью выброса вещества при слиянии нейтронных звезд с массами 1,66 и 1,27 массы Солнца. Ранее мы рассказывали о том, где ученые нашли самую бедную металлами карликовую галактику.
