Астрономы, работающие с космическим телескопом "Хаббл", получили изображения крупнейшего из известных протопланетных дисков, который по факту оказался гигантской структурой из газа и пыли, окружающей молодую звезду. Впервые в видимом диапазоне удалось увидеть, что этот диск обладает неожиданно сложной и хаотичной структурой. Над и под его плоскостью простираются длинные волокнистые образования, значительно более протяжённые, чем у любых ранее наблюдавшихся подобных систем. При этом особенно необычно то, что наиболее выраженные нити видны только с одной стороны диска. Результаты исследования опубликованы в журнале The Astrophysical Journal и дают новые сведения о том, как могут формироваться планеты в таких экстремальных условиях.
Система IRAS 23077+6707, получившая неофициальное прозвище "Чивито Дракулы" (Dracula’s Chivito, чивито - такой бутерброд, национальное блюдо в Уругвае), находится примерно в 1000 световых лет от Земли. Размер диска достигает почти 650 миллиардов километров, что примерно в 40 раз больше диаметра Солнечной системы, если считать до внешней границы пояса Койпера, населённого ледяными телами и кометами. Сам диск в центре системы скрывает молодую звезду. По оценкам исследователей, внутри даже может находиться не одна массивная горячая звезда, а двойная звёздная система.
"Такой уровень детализации в изображениях протопланетных дисков встречается крайне редко. Новые снимки от "Хаббла" показывают, что области формирования планет могут быть значительно более активными и хаотичными, чем предполагалось ранее", - объясняет руководитель исследования Кристина Монш из Гарвард–Смитсоновского центра астрофизики.
По её словам, система с Земли наблюдается почти с ребра, благодаря чему особенно хорошо заметны разреженные верхние слои диска и его асимметричные структуры. Ранее похожие образования фиксировал и космический телескоп "Уэбб", однако именно система IRAS 23077+6707 позволила исследователям проследить внутреннее строение диска в видимом свете с беспрецедентной детализацией. Это делает её своеобразной лабораторией для изучения процессов рождения планет.
Неофициальное название объекта связано с местом рождения исследователей. Один из авторов работы родом из Трансильвании, а другой из Уругвая, где чивито называют популярный национальный сэндвич. При наблюдении с ребра диск действительно напоминает гигантский космический бургер: тёмная центральная полоса окружена светящимися слоями газа и пыли сверху и снизу.
Особое внимание астрономов привлекла необычная асимметрия системы. Новые изображения показали, что высокие нитевидные структуры присутствуют только с одной стороны диска. Противоположная сторона выглядит значительно более ровной и имеет резкую границу без заметных филаментов. Такая неравномерность может свидетельствовать о сложных динамических процессах внутри системы, например, о продолжающемся падении газа и пыли на диск или о взаимодействии с окружающим межзвёздным веществом.
"Мы были поражены тем, насколько асимметричным оказался этот диск", - отмечает соавтор исследования Джошуа Беннетт Ловелл, также работающий в Гарвард–Смитсоновском центре астрофизики.
По его словам, телескоп "Хаббл" в реальном времени позволил наблюдать процессы, сопровождающие формирование планетных систем. Многие из этих механизмов пока ещё плохо понятны, однако новые данные дают возможность исследовать их подробнее.
Современные представления о происхождении планетных систем предполагают, что они формируются из газопылевых дисков вокруг молодых звёзд. Постепенно часть вещества падает на звезду, а оставшийся материал объединяется в планетезимали, представляющие собой небольшие тела, из которых затем формируются планеты. По мнению исследователей, IRAS 23077+6707 может являться увеличенным аналогом ранней Солнечной системы. Масса диска оценивается примерно от 10 до 30 масс Юпитера. Это означает, что здесь достаточное количество вещества для образования сразу нескольких газовых гигантов.
"Теоретически IRAS 23077+6707 способна породить чрезвычайно крупную планетную систему, - говорит Монш. - Хотя процессы формирования планет в такой среде могут иметь свои особенности, фундаментальные механизмы, вероятно, остаются схожими. Пока у нас больше вопросов, чем ответов, однако эти изображения становятся отправной точкой для понимания того, как рождаются планеты в различных условиях".