Отримано рідкісні «дитячі знімки» планетних систем

Три міжнародні команди астрономів отримали детальні знімки відразу декількох протопланетних дисків навколо молодих зірок. Роботи дослідників опубліковані в журналі (1, 2, 3).

Протопланетний диск являє собою обертовий диск з газу і пилу, який оточує зірки на ранньому етапі їх еволюції. Саме в ньому відбувається формування планет: спочатку частинки пилу стикаються один з одним і «збиваються» в невеликі грудки, які потім під дією гравітації перетворюються на планетезималі. Якщо планетезималь накопичує достатньо речовини, то вона стає протопланетою, яка потім вже може перетворитися на повноцінну планету.

Дослідники вже багато років вивчають газопилові диски навколо зірок, щоб зрозуміти особливості формування планетних систем, але лише недавно вони почали отримувати детальні зображення, що дозволяють розгледіти структуру протопланетних дисків. Це стало можливим завдяки появі нових інструментів, в число яких входить приймач SPHERE, встановлений на комплексі телескопів Very Large Telescope в пустелі Атакама. Саме за допомогою цього пристрою астрономи змогли в деталях «роздивитися» відразу кілька протопланетних дисків.

Перша група вчених спостерігала за молодою зіркою RX J1615, яка знаходиться на відстані 600 світлових років від Землі в сузір'ї Скорпіона. Дослідникам вдалося виявити у неї складну систему концентричних кілець, які за формою віддалено нагадують кільця Сатурна. Вік протопланетного диска, за оцінками астрономів, становить лише 1,8 мільйон років, а його структура вказує на те, що навколо зірки все ще формуються нові екзопланети. Дослідники відзначають, що настільки молоді протопланетні диски вдається відобразити вкрай рідко.

Відкрита вченими система виявилася схожа на іншу систему з зірки і протопланетного диска, за якою спостерігала друга команда астрономів. Дослідники вивчали зірку HD 97048, що знаходиться від нас на відстані 500 світлових років у сузір'ї Хамелеона, і також виявили навколо неї протопланетний диск з кільцями. Подібність двох систем здивувала вчених, оскільки до цього концентричні кільцеві структури в газопильових дисках зустрічалися астрономам нечасто.

Третя група вчених досліджувала газопиловий диск навколо зірки HD 135344B, яка розташована в 450 світлових роках від Землі. Астрономам вже було відомо про існування у HD 135344B протопланетного диска, проте за допомогою інструменту SPHERE в ньому вдалося «розгледіти» рукави і порожнечі. На думку вчених, ці структури були створені масивними протопланетами, які в майбутньому стануть світами, схожими на Юпітер.

Спостереження дослідників допомагають краще вивчити процес формування планетних систем. За допомогою великої кількості детальних зображень протопланетних дисків вчені в майбутньому зможуть зрозуміти, як планети-гіганти на зразок Юпітера з'являються на далеких орбітах і як народжуються планетні системи, схожі на нашу.

Нещодавно вченим за допомогою телескопа ALMA вдалося вперше побачити водну снігову лінію навколо молодої зірки V883 Orionis. Дослідники змогли виявити цю лінію завдяки збільшенню яскравості зірки, яке виникло в результаті падіння великої кількості матеріалу з газопилового диска на поверхню зірки і підсвітило протопланетарний диск.