Когда астрономы изучают газовые и пылевые протопланетные диски, окружающие молодые звезды, они случайно замечают темную щель, напоминающую щель Кассини, в кольцах Сатурна. Считается, что любой такой разрыв вызван присутствием ненаблюдаемой планеты, которая сформировалась в диске и очистила свое окружение от материала на орбите. Однако недавние исследования показывают, что у прерываний может быть объяснение, отличное от присутствия планеты.
«Тот факт, что мы не можем видеть оттуда рассеянный свет, не обязательно означает, что там ничего нет», — говорит ведущий автор Тил Бирнстил (Астрономический институт Макса Планка), который проводил свое исследование, работая в Гарвард-Смитсоновском центре астрофизики. , (CfA).
Ученые изучали диски, которые светятся в видимом или ближнем инфракрасном диапазоне за счет рассеяния или отражения излучения. Напротив, телескопы, которые наблюдают в радио- или миллиметровом диапазоне, наблюдают за излучением, исходящим от самого диска.
Рассеянное излучение исходит непосредственно от звезды и отражается мельчайшими частицами размером с частицы, из которых состоит сигаретный дым. Эти типы частиц изначально заполняют протопланетный диск, но со временем они меняются.
Маленькие частицы могут сливаться друг с другом в более крупные объекты и, в конечном итоге, в полноразмерные планеты. Однако, когда частицы сталкиваются друг с другом, они иногда распадаются, а не слипаются. В процессе миграции они также могут перемещаться в регионы ближе или дальше от своей родительской звезды.Команда ученых решила создать модель этих процессов с помощью суперкомпьютерного кластера Hydra (Smithsonian).
«Рост, миграция и фрагментация могут вызывать наблюдаемые явления», — объясняет соавтор Шон Эндрюс из CfA. «Эти типы процессов могут создавать промежутки в диске, где мелкие частицы были удалены, но более крупные все еще там».
Бирнстил описывает это явление с помощью простой аналогии: «Когда я подбрасываю в воздух камень, он не загораживает мне обзор, но если я брошу перед собой горсть песка, часть пространства передо мной будет заблокирована. области диска, они больше не загораживают наш взгляд, и эти области кажутся нам пустыми».
Так как же астрономы могут узнать, представляет ли щель в протопланетном диске планету или это область, управляемая валунами, очистившими эту область от пыли? Суть в том, чтобы проводить наблюдения на более длинных волнах излучения, где можно наблюдать валуны.
По этой причине команда планирует провести наблюдения за хорошо известным диском щели, TW Hydrae, с помощью большой миллиметровой/субмиллиметровой решетки Atacama (ALMA). Если в районе разрыва можно найти крупные зерна, планеты нет. Тем не менее, если наблюдение покажет, что щель в этом диапазоне также пуста, это будет веским доказательством существования планеты в щели.
