Астрономы обнаружили неожиданные структуры в самых молодых планетарных дисках

Наблюдения с помощью Большой миллиметровой/субмиллиметровой решетки Атакамы (ALMA) показывают, что формирование планет вокруг молодых звезд может начаться гораздо раньше, чем думали ученые.

«Ранние наблюдения ALMA за молодыми протопланетными дисками выявили множество красивых колец и промежутков, возможных мест формирования планет», — сказал Ченг-Хан Се, доктор философии, кандидат Йельского университета. «Мне было интересно, когда в дисках начали появляться эти кольца и зазоры».

Се имеет в виду хорошо известные изображения протопланетных дисков, полученные с помощью ALMA, которые уже несколько лет появляются в новостях. На этих изображениях показаны протопланетные диски вокруг молодых звезд с промежутками, в которых, по мнению ученых, формируются планеты.

На них показаны диски класса 0 и класса 1, которые моложе. Классы относятся к возрасту звезд, на которых расположены диски. На самом деле, в таком юном возрасте их даже не называют звездами; их называют молодыми звездными объектами (YSO).

YSO является объектом класса 0 всего около 10 000 лет и объектом класса 1 в течение нескольких сотен тысяч лет. Итак, обнаружение колец и промежутков в дисках вокруг этих чрезвычайно молодых звездных объектов является, по меньшей мере, удивительным событием.

Если планеты формируются на столь раннем этапе существования солнечной системы, это бросает вызов всему нашему пониманию того, как формируются планеты.

Есть две теории формирования планет: аккреция ядра и гравитационная нестабильность.

При аккреции ядра из сталкивающихся планетезималей образуется каменное ядро, и когда оно набирает достаточную массу, оно притягивает газовую оболочку. Ученые полагают, что именно так формируются крупные газовые гиганты, подобные Юпитеру.

При гравитационной неустойчивости протопланетный диск становится настолько массивным, что становится нестабильным, и образуются гравитационно-связанные сгустки. Сгустки и фрагменты формируют планеты.

«Основываясь на модели аккреции ядра, трудно сформировать планеты-гиганты в течение миллиона лет», — сказал Ченг-Хан Се.

Нотражают ли эти изображения первые этапы формирования планет. Возможно ли, что процесс начинается еще раньше, и мы его просто не видим?

«Наш обзор ограничен угловым разрешением», — объяснил Се. «Наше угловое разрешение составляет около 15 а.е., поэтому мы можем обнаруживать только субструктуры, такие как кольца и промежутки, размером более 8 а.е.

«Итак, для сравнения: расстояние между Солнцем и Сатурном составляет 9 а.е. Поэтому, если есть разрыв или кольцо, превышающее расстояние между Солнцем и Сатурном, то эти подструктуры мы сможем обнаружить. Мы не видим никаких подструктур в самых ранних системах, и это может быть связано с тем, что на ранних этапах подструктуры были меньше», — сказал Се.

Се также объяснил, что трудно сказать наверняка и что это предмет большого количества исследований.

«Но по-прежнему очень важно определить, когда формируются эти субструктуры, потому что, хотя мы не знаем, есть ли внутри планета, это все равно дает нам временную шкалу формирования планеты», — объяснил Се.

Это потому, что ни планеты, ни какая-либо субструктура не могут сформироваться, пока диск не успокоится и турбулентность не утихнет. Таким образом, даже если на самом деле это не планеты, их присутствие указывает на то, что протопланетный диск достаточно успокоился, чтобы начали формироваться структуры и планеты.

Если это планеты, то изображения показывают, что они могут начать формироваться примерно через 300 000 лет после начала жизни молодого звездного объекта, в котором находится диск. Только будущие наблюдения смогут сказать нам, действительно ли это планеты.

ScienceAlert

Спасибо, что читаете «Капитал страны»! Получайте первыми самые важные новости в нашем Telegram-канале или Вступайте в группу в «ВКонтакте» или в «Одноклассниках»