Миры с не-килтер орбит может быть гораздо более распространенным, чем ранее полагали
Образующие планеты планеты диски материала обычно вращаются вокруг экватора звезд, но теперь ученые обнаружили, что такие кольца могут резко перекоситься и вместо этого окружить полюса звезд.
Новое исследование предполагает, что миры могут существовать с полярными орбитами вокруг пар звезд, что потенциально может привести к сезонам, необычайно отличным от сезонов Земли.
Звезды рождаются в облаках газа и пыли. Гравитационное притяжение каждой звезды втягивает такой материал в спиральные орбиты вокруг нее. Хотя сгустки этого облака начинают двигаться в случайных направлениях с произвольной скоростью, поскольку облако разрушается, сгустки сталкиваются и сливаются. Результатом с течением времени является уплощенный диск, называемый протопланетным диском, который обычно вращается в том же направлении, что и его звезда, и окружает экватор звезды. Планеты, которые появляются из такого диска, также обычно вращаются вокруг экватора звезды, как в случае с мирами нашей солнечной системы. [Секреты рождения планеты раскрыты в удивительных изображениях радиотелескопа ALMA]
Предшествующая работа показала, что почти все молодые звезды изначально окружены протопланетными дисками. По словам ведущего автора исследования Гранта Кеннеди, астронома из Уорикского университета в Англии, в случае протопланетных дисков вокруг одиночных звезд, по крайней мере, треть продолжает формировать планеты.
Однако компьютерное моделирование ранее предполагало, что после образования протопланетных дисков любой дополнительный материал, который они собирают, может выбить их из строя. Это может объяснить, почему астрономы обнаружили экзопланеты с относительно кривыми орбитами вокруг звезд.
Кеннеди и его коллеги сосредоточились на так называемых околоземных планетах, которые вращаются вокруг двойных звезд. Ученые подозревали, что планеты вокруг двойных звезд могут сместиться - вместо того, чтобы вращаться вокруг звезд в той же плоскости, в которой звезды вращаются вокруг друг друга, эти миры могут вращаться вокруг своих полюсов.
Теперь Кеннеди и его коллеги обнаружили первый пример смещенного кругового протопланетного диска. «Это один из тех примеров, когда природе удается быть более креативным, чем мы ожидаем», - сказал Кеннеди Space.com.
Ученые сосредоточились на четырехзвездочной системе HD 98800, расположенной на расстоянии около 146 световых лет от Земли. «Если бы здесь родились планеты, в небе было бы четыре солнца», - говорится в заявлении соавтора исследования Дэниэла Прайса из Университета Монаш в Австралии.
Используя огромную миллиметровую / субмиллиметровую матрицу Atacama (ALMA), огромную радиообсерваторию в Чили, астрономы сделали снимки протопланетного диска с высоким разрешением вокруг двух из четырех звезд. Это кольцо примерно того же диаметра, что и пояс астероидов Солнечной системы. (Две другие звезды лежат вне диска; две пары звезд вращаются вокруг друг друга.)
Предыдущие исследования подтвердили, как эти двойные звезды вращаются вокруг друг друга. Новое исследование показало, что протопланетный диск вокруг этих звезд, по существу, вращается вокруг их полюсов, как колесо обозрения с каруселью в центре.
«На самом деле я не ожидал, что эти данные покажут полярную конфигурацию», - сказал Кеннеди. «Основываясь на предыдущих результатах, я сделал все эти прогнозы сложных искривленных структур, но они оказались совершенно неверными. Конечный результат намного проще и убедительнее ».
Эти новые результаты предполагают, что околоземные планеты в полярных конфигурациях могут оказаться более распространенными, чем часто предполагали, сказал Кеннеди. «Диски существуют, так почему не должны планеты?» - сказал он.
Если бы планета когда-либо развивалась из вновь обретенного протопланетного диска, ученые отметили, что с поверхности этого мира диск будет напоминать толстую полосу, поднимающуюся почти прямо над горизонтом. Кажется, что пара звезд, вокруг которых вращается планета, движется внутрь и наружу от плоскости диска, давая предметам на поверхностях мира по две тени. [Самые захватывающие экзопланеты, открытые в 2018 году]
Такая планета также может испытывать необычные времена года, сказал Кеннеди. «Для Земли времена года происходят из-за наклона оси Земли», - пояснил он.Это приводит к тому, что количество дневного света, которое каждое полушарие получает каждый день, растет или уменьшается в течение года, и это влияет на то, насколько они теплые или холодные, сказал он.
На любой планете, которая может развиваться в HD 98800, наклон оси не является единственным потенциальным фактором, лежащим в основе сезонных колебаний. «Звезды также изменят свою высоту в небе, когда они вращаются вокруг друг друга», сказал Кеннеди. В зависимости от сезона, «иногда будет два солнца в течение дня, иногда одно».