Новые наблюдения с помощью радиоинтерферометра ALMA, крупнейшего в мире комплекса антенн, показали, что протопланетные диски — вовсе не идеальные ровные структуры, как долго считалось.
Напротив, эти «колыбели планет» оказываются слегка наклоненными и искаженными, что меняет представление о том, как формируются орбиты и сама архитектура планетных систем. Об открытии рассказывает портал Earth.com.
Что обнаружили астрономы
Международная команда exoALMA под руководством Эндрю Уинтера из Лондонского университета королевы Марии использовала карты излучения монооксида углерода, чтобы измерить движение газа в 15 молодых протопланетных дисках. ALMA позволяет фиксировать мельчайшие изменения длины волны (доплеровские сдвиги) и отслеживать скорость газа с высокой точностью.
Сравнение полученных данных с моделью идеально плоского диска выявило упорядоченные, но небольшие наклоны, меняющиеся по радиусу диска всего на доли градуса.
Почему это важно
Архитектура планетных систем
Даже в нашей Солнечной системе орбиты планет расположены не строго в одной плоскости. Новые данные показывают, что такие отклонения закладываются еще на стадии формирования диска.
Подтверждение изображений в отраженном свете
Искажения объясняют спиральные структуры и плавные повороты, ранее наблюдавшиеся на снимках пылевых дисков.
«Наши результаты показывают, что протопланетные диски слегка искажены. Это серьезный сдвиг в понимании, и он имеет множество последствий для теории формирования планет», — отметил Уинтер.
Связь с аккрецией звезды
Ключевой вывод исследования: чем сильнее искажения в диске, тем выше скорость аккреции вещества на центральную звезду.
Аккреция — это процесс, при котором молодая звезда втягивает пыль и газ из диска. Искажения, судя по данным, влияют не только на внешние области (где формируются планеты), но и на внутренние зоны, питающие звезду.
Один из примеров — система, где легкий поворот диска вызвал изменение яркостной температуры монооксида углерода примерно на 10 К и появление спиральных узоров, которые раньше не удавалось объяснить.
Что вызывает наклон дисков
Ученые обсуждают несколько возможных механизмов:
- влияние далекой звезды-компаньона, искажающей гравитацию;
- поступление газа под новым углом на поздних стадиях;
- магнитные эффекты, наклоняющие внутренние зоны и передающие изгибающиеся волны наружу.
Ученые впервые применили единые методы к целой выборке дисков, что позволило выявить повторяющиеся закономерности и отделить их от случайных эффектов.
«ExoALMA выявила крупномасштабные структуры в формирующих планеты дисках, которые были совершенно неожиданными. Эти искажения бросают вызов представлению о порядке в планетообразовании и задают увлекательные вопросы для будущих исследований», — говорит Мириам Бенисти, директор департамента формирования планет и звезд Института астрономии Общества Макса Планка.
Будущее исследований
ALMA фиксирует излучение холодного газа и пыли, скрытых от наблюдений в видимом диапазоне. В дальнейшем ученые планируют:
- объединить данные ALMA с изображениями в рассеянном свете и инфракрасной спектроскопией;
- проверить, что именно создает наклоны — звезды-компаньоны, поток вещества или магнитные поля;
- понять, насколько долго сохраняются искажения и как они влияют на турбулентность и темпы звездной аккреции.
Если искажения помогают звездам быстрее втягивать вещество, это также объяснит, почему некоторые системы формируют гигантские планеты на наклоненных орбитах.
PS: Ставьте лайк и подписывайтесь на «Ведомости» в Telegram и MAX