Протопланетний диск, викривлений трьома зірками

Вчені отримали перші прямі докази того, що групи зірок здатні "порвати" навколишній протопланетний диск, залишаючи його у порушеній формі та з різним нахилом орбітальних кілець. Результати були отримані в результаті спостережень за дуже великим телескопом ESO (Європейська південна обсерваторія) (VLT) та великим міліметровим / субміліметровим масивом Атаками (ALMA).

Нові дослідження показують, що планети можуть утворюватися в різних нахилених площинах в результаті гравітаційного порушення в структурі дисків речовини навколо численних зірок. Хоча сама Сонячна система надзвичайно рівна, оскільки всі планети обертаються практично в одній площині, це не завжди так за межами нашої системи.

Це найбільш очевидно в районах, де молоді планети (відомі як протопланетні диски) утворюються навколо численних зірок, таких як досліджуваний об'єкт у новому дослідженні: GW Orionis Ця система знаходиться трохи більше 1300 світлових років від сузір'я Оріон, має три зірки і деформований, розірваний диск навколо них.

"Наші зображення показують крайній випадок, коли диск зовсім не плоский, а вигнутий і має нерівномірно розташоване кільце, яке відокремлюється від диска", — пояснює Стефан Краус, професор астрофізики з Університету Ексетера у Великобританії, який очолив дослідження, опубліковане в Науковий журнал. Виступаюче кільце знаходиться на внутрішній стороні диска, близько трьох зірок.

Нові дослідження також показали, що внутрішнє кільце містить пилу до 30 мас Землі, чого має бути достатньо для формування планет. “Можливі планети, сформовані в цьому по-різному орієнтованому кільці, обертатимуться навколо зірки на сильно похилих орбітах. Ми прогнозуємо, що багато планет на сильно розділених нахилених орбітах будуть виявлені в майбутньому за допомогою візуалізаційних спостережень, наприклад за допомогою ELT ", — пояснює член команди Олександр Креплін з Університету Ексетера, маючи на увазі Надзвичайно великий телескоп (ELT), що будується ESO, який планується випустити пізніше протягом десятиліття. Оскільки більше половини зірок на небі народилися з одним або кількома супутниками, це відкриває цікаві перспективи: може існувати невідома популяція екзопланет, які обертаються навколо своїх зірок на дуже похилих та віддалених орбітах.

Висновок про такі висновки став можливим завдяки спостереженням Г. В. Оріоніса, проведеним протягом 11 років. Починаючи з 2008 року, команда використовувала прилад AMBER, а потім GRAVITY на інтерферометрі VLT ESO в Чилі, який поєднує світло від різних телескопів. Вчені вивчали гравітаційний танець трьох зірок у цій системі та наносили на карту їх орбіти. "Ми виявили, що три зірки не обертаються в одній площині, але їх орбіти нахилені одна до одної та до диска", — пояснює Елісон Янг з Ексетера та Лестера та частина дослідницької групи.

Вчені також спостерігали систему з приладом SPHERE на телескопі VLT та з ALMA, партнером якої є ESO. В результаті вони змогли отримати зображення внутрішнього кільця і ​​підтвердити його вибуховане положення. Завдяки SPHERE також вдалося вперше побачити тінь, яку кільце кидає на решту диска. Це допомогло встановити тривимірну форму кільця і ​​всього диска.

Потім міжнародна команда, до якої входять вчені з Великобританії, Бельгії, Чилі, Франції та США, об'єднала свої вичерпні спостереження з комп'ютерним моделюванням, щоб зрозуміти, що сталося з системою. Вперше їм вдалося чітко зв'язати спостережувані викиди з теоретичним "ефектом розриву диска", припускаючи, що суперечливе гравітаційне тяжіння зірок в різних площинах може зігнути і розірвати їх диски.

зображення
Ілюстрація: ESO [eso.org]

Моделювання показало, що невідповідність орбіт трьох зірок може призвести до того, що диск навколо них розірветься на окремі кільця, що саме було помічено під час спостереження. Спостережувана форма внутрішнього кільця також відповідає прогнозам чисельного моделювання того, як диск повинен бути розірваний на частини.

Цікаво, що інша дослідницька група, яка аналізувала ту саму систему разом з ALMA, вважає, що для розуміння системи потрібен інший компонент. "Ми вважаємо, що існування планети між кільцями потрібно, щоб пояснити, чому диск розірвався", — говорить Цзяцин Бі з Університету Вікторії в Канаді, який очолив дослідження GW Orionis, опубліковане в The Astrophysical Journal Letters у травні цього року. Його команда виявила три пилові кільця за спостереженнями ALMA, причому крайнє кільце було найбільшим протопланетним диском, який коли-небудь спостерігався.

зображення
Ілюстрація: ESO [eso.org]

Подальші спостереження за допомогою ELT та інших телескопів можуть допомогти астрономам повністю відкрити природу Г. В. Оріоніса та виявити молоді планети, що утворюються навколо трьох зірок системи.

Результати цього дослідження представлені у статті під назвою "Потрійна зіркова система з неправильно вирівняним і викривленим навколозоряним диском у формі розриву диска", що має бути опублікована в Science.

Джерело: ESO

Facebook Comments