«Джеймс Уэбб» отыскал кандидата в экзопланету в протопланетном диске со спиральными рукавами

Инфракрасный космический телескоп «Джеймс Уэбб» обнаружил в протопланетном диске со спиральными рукавами вокруг молодой звезды SAO 206462 кандидата в экзопланету или массивное тело, которое могло инициировать формирование спиралей. Также возможно, что это фоновый объект или тусклый спутник звезды, не связанный со спиральным узором диска. Статья опубликована в The Astrophysical Journal.

Наблюдения за протопланетными дисками вокруг молодых звезд выявили множество структур в них в виде колец, зазоров, спиралей, полумесяцев и других форм. Спирали занимают третье место по распространенности после колец и зазоров, они могут образовываться за счет гравитационной нестабильности в массивном диске или из-за взаимодействия формирующейся планеты и диска посредством резонансов Линдблада. В последнем случае моделирование показывает, что для маломассивных планет будет наблюдаться много спиральных ветвей в диске, но если планета достаточно массивна, то образуются только две пары спиралей, поскольку остальные ветви сливаются с ними.

Группа астрономов во главе с Габриэлем Куньо (Gabriele Cugno) из Мичиганского университета представила результаты поиска экзопланет в протопланетном диске вокруг звезды SAO 206462. Наблюдения велись при помощи камеры NIRCam «Джеймса Уэбба» 16 февраля 2023 года.

SAO 206462, относится к типу F4Ve и находится в области звездообразования Верхнего Центавра — Волка, на расстоянии 440 световых лет от Солнца. Она является частью визуальной двойной системы, обладает массой 1,6 массы Солнца и возрастом 11,9 миллиона лет. Звезда окружена диском, в котором ранее была выявлена небольшая полость и два спиральных рукава, которые могут быть связаны с невыявленной экзопланетой.

Модели, согласующиеся с наблюдениями, показывают, что в диске нет планет массой более 2,2 массы Юпитера и температурой выше 660–810 кельвин, на удалении около 120 астрономических единиц от звезды. Таким образом, если спирали действительно связаны с газовыми гигантами, то последние должны быть либо очень холодными, либо погруженными в околопланетное вещество, которое гасит излучение.

Однако ученые все же обнаружили в диске кандидата в экзопланету СС1, который может находиться на компланарной круговой орбите, на расстоянии около трехсот астрономических единиц от звезды, что относительно близко к предсказанному положению для тела, связанного с восточной спиральной ветвью. В частности, если СС1 находится на сильно эксцентричной орбите и достаточно массивен (более пяти масс Юпитера), то объект может инициировать образование спиралей.

СС1 обладает текущей расчетной массой 0,8 массы Юпитера, не исключаются версии, что это фоновый объект (например галактика), или старый объект на пролетной траектории с возможной массой 30-50 масс Юпитера. Возможно также, что это тусклый спутник SAO 206462, вообще не связанный со спиралями. Будущие наблюдения должны уточнить природу объекта.

Ранее мы рассказывали о том, как «Джеймс Уэбб» рассмотрел «кошачий хвост» обломочного диска вокруг Беты Живописца.