Изучив 15 протопланетных дисков вокруг молодых звезд, международная группа астрономов выявила в них отклонения в движении газа. Эти особенности ученые связали с возможным «искривлением» дисков, что объясняет различие наклонов орбит планет Солнечной системы.
Места рождения миров, обычно встречающихся вокруг молодых светил, называют протопланетными дисками. Считается, что все небесные тела нашей звездной системы — кометы, астероиды и планеты — это остатки диска, который окружал Солнце вскоре после его образования.
При этом среди уже сформировавшихся систем «семей», похожих на Солнечную, немного: ранее, изучив 73 протопланетных диска в направлении молодого созвездия Волк, астрономы обнаружили, что 67% из них были меньше орбиты Нептуна. Все потому, что до сих пор внимание ученых было приковано к наиболее ярким и большим протопланетным дискам. В 2024 году, например, исследователи описали рекордный по размеру диск — диаметром в 150 триллионов километров.
Теперь астрономы из проекта exoALMA под руководством Эндрю Уинтера (Andrew J. Winter) из Лондонского университета королевы Марии (Великобритания) изучили 15 протопланетных дисков вокруг молодых звезд с помощью радиоинтерферометра ALMA. Результаты научной работы, опубликованной в журнале The Astrophysical Journal Letters, могут изменить существующие представления о начальных этапах формирования планет.
Исследователи наблюдали за излучением молекул монооксида углерода (СО) внутри протопланетных дисков и зафиксировали незначительные изменения частоты волны. Поскольку подобные смещения позволяют точно измерить скорость движения газа, астрономы смогли определить направление и скорость движения вещества в дисках.
Оказалось, наклон газовых колец внутри диска может изменяться на величину от 0,5 до двух градусов. Столь небольшие «изгибы», вероятно, связаны с искажением структуры дисков, а их свойства — с активностью звезды (то есть со скоростью, с которой вещество диска падает на поверхность светила).
Результаты численного моделирования показали, что подобные деформации могут объяснить спиральные узоры, наблюдаемые в рассеянном свете у некоторых дисков, а также температурные колебания молекулярного газа — до 10 °C между разными областями. Более того, эти небольшие «искривления» могут оказаться ключом к пониманию наклонов орбит планет Солнечной системы. Напомним, наклон Земли составляет 7,25°, Марса — 5,65°, а Юпитера — 5,51°. Ранее эти различия казались случайными.
«Такие умеренные наклоны, вероятно, можно считать естественным итогом процессов звездо- и планетообразования. Знание того, что диски редко бывают ровными, позволит по-новому взглянуть на формирование Земли и ее соседей», — отметил Уинтер.
Если выводы ученых верны, то наши представления об устройстве протопланетных дисков и процессах формирования миров изменятся. Дальнейшие наблюдения, в том числе с помощью космической обсерватории «Джеймс Уэбб», позволят проверить распространенность «искривленных» дисков в Галактике.