Используя самую большую сеть радиотелескопов в мире, астрономы впервые провели наблюдения за газопылевым диском, окружающим молодую планету.
Открытие, описанное в журнале Astrophysical Journal Letters, является частью интригующей истории планеты PDS 70c, все еще формирующегося газового гиганта вдали от нас на расстоянии 370 световых лет, обнаруженного в видимом диапазоне только в прошлом месяце.
Используя 66 антенн Обсерватории ALMA в Чили, астроном Андреа Изелла из Университета Райса и его коллеги собирали радиосигналы в миллиметровом диапазоне, что позволило обнаружить частицы пыли в системе, в которой еще формируются планеты PDS 70c и PDS 70b.
«Планеты возникают в дисках из газа и пыли, окружающих молодые звезды, и если сама планета достаточно велика, у нее также может быть свой собственный диск, состоящий из материи, собранной во время вращения вокруг звезды», - говорит Изелла. «Наш газовый гигант Юпитер и его луны представляют собой небольшую планетную систему в нашей Солнечной системе, и теории показывают, что спутники Юпитера сформировались из протопланетного диска на ранней стадии истории Юпитера».
Однако большинство моделей процессов формирования планет показывают, что протопланетные диски исчезают примерно через 10 миллионов лет, что означает, что в нашей планетной системе таких дисков не было уже более 4 миллиардов лет. Чтобы найти их и собрать данные наблюдений для проверки теории формирования планет, Изелла и его коллеги ищут очень молодые планетные системы, в которых можно непосредственно наблюдать за дисками и планетами, все еще возникающими в них. В рамках последних исследований команда ученых проанализировала наблюдения, сделанные с массива телескопов ALMA в 2017 году.
«Пока было обнаружено только несколько планет в дисках, но это очень новая область исследований», - говорит Изелла. «PDS 70b и PDS 70c являются наиболее интересными случаями, потому что их существование подтвердили независимые наблюдения с использованием различных методов и инструментов».
PDS 70 - карлик с массой 3/4 массы Солнца. Обе его планеты в 5-10 раз больше Юпитера. PDS 70b находится на расстоянии 2,5 миллиарда километров от своей звезды, а PDS 70c на расстоянии 1,5 миллиарда километров.
Экзопланета PDS 70b была впервые обнаружен в 2018 году в инфракрасных данных, собранных прибором SPHERE, установленным на очень большом телескопе (VLT), принадлежащем Европейской южной обсерватории. В июне астрономы использовали другой прибор (MUSE), установленный на VLT, для проведения наблюдений в видимом диапазоне и в диапазоне лучей H-альфа, испускаемых, когда водород падает на звезду или планету и подвергается ионизации.
«Н-альфа-полоса дает нам больше уверенности в том, что мы наблюдаем за планетами, потому что это указывает на то, что они все еще собирают газ и пыль и набирают массу», - говорит Изелла.
Миллиметровые наблюдения, проведенные с помощью ALMA, подтверждают эту теорию.
Изелла отмечает, что прямые наблюдения за планетами с собственными протопланетными дисками могут позволить астрономам проверить теорию образования планет.
«Мы до сих пор мало знаем о формировании планет, и теперь у нас наконец есть инструменты, которые позволяют осуществлять непосредственное наблюдение и искать ответы на вопросы о формировании нашей и других планетных систем».
Источник: Университет Райса