14:47
Астрономы обнаружили самые молодые структуры планет, которые мы когда-либо видели

Звезды рождаются, когда плотные облака межзвездного материала коллапсируют под действием собственной гравитации, вращаясь в плоские диски, которые в конечном итоге скручиваются в детские звезды. Теперь, впервые, намеки на образование планет были обнаружены вокруг протозвезды настолько молодой, что облако оставшейся пыли и газа все еще коллапсирует в нее, и диск все еще формируется.

Это самое раннее обнаружение таких структур в протозвездном кольце, и это говорит о том, что формирование планет начинается раньше, чем мы думали, до того, как зарождающейся системе будет даже 500 000 лет.

Молодая протозвезда называется IRS 63, и она находится на расстоянии 470 световых лет в области звездообразования Ро Офиучи-звездном питомнике, где пыль достаточно густая, чтобы образовать вращающиеся сгустки, которые в конечном итоге образуют звезды.

IRS 63 относится к классу I процесса звездообразования, возраст которого составляет менее полумиллиона лет. Он прошел основную фазу аккреции и имеет большую часть своей конечной массы; ярко светя в миллиметровых длинах волн, он также является одним из самых ярких протозвездов своего класса.

Кроме того, IRS 63 имеет большой диск, простирающийся примерно до 50 астрономических единиц. Эти свойства, наряду с близостью, делают объект отличной мишенью для изучения формирования звезд и планет.

м

Область звездообразования Ро Офиучи. (ESO / оцифрованная съемка неба 2)

Используя большой миллиметровый/субмиллиметровый массив Атакама в Чили-радиотелескоп с отличным послужным списком обнаружения раннего образования планет - команда во главе с астрономом Домиником Сегура-Коксом из Института внеземной физики Макса Планка в Германии внимательно изучила звезду и пыльное облако вокруг нее.

Там, в кружащемся диске, команда обнаружила сюрприз: две темные концентрические дыры, сосредоточенные вокруг протозвезды - то, что астрономы принимают за признак формирования планеты.

Образование планет-это плохо изученный процесс. Наиболее популярной моделью является аккреция ядра-частицы пыли в диске постепенно накапливаются, сначала склеиваясь электростатически, а затем гравитационно по мере того, как тело становится все больше и больше. Когда это происходит, протопланета пылесосит весь материал вдоль своей орбитальной траектории, создавая разрыв в околозвездном диске.

Такие разрывы были обнаружены почти во всех дисках, которые мы запечатлели с достаточно высоким разрешением. Но есть большая проблема с моделью - это занимает очень много времени для формирования планет таким образом, и протозвездные диски старше, чем около 1 миллиона лет, похоже, не имеют достаточного материала, чтобы сформировать известную популяцию экзопланет.

Астрономы обнаружили более 35 протозвездных систем класса II возрастом около 1 миллиона лет, которые потеряли свои большие пылевые облака, но все еще имеют протозвездные диски и спортивные ярко выраженные промежутки в них. Тот факт, что они имеют такие хорошо развитые промежутки всего в 1 миллион лет, говорит о том, что процесс формирования планет идет полным ходом к тому времени, когда звезды достигают этого возраста.

Если бы структуры, обнаруженные Сегурой-Коксом и ее командой, были созданы планетами, это поддержало бы эту идею и предложило бы решение проблемы отсутствия массы в протозвездном диске.

"Недавние измерения массы пыли дисков класса II также показывают, что наблюдаемое истощение пыли может быть объяснено, если значительная масса заперта в планетезималях на временных масштабах менее 0,1-1 миллиона лет", - пишут исследователи в своей статье.

По сравнению с зазорами в этих дисках класса II, зазоры в диске вокруг IRS 63 имеют меньший контраст, предполагая, что они содержат больше материала. Таким образом, предполагаемые протопланеты в указанных промежутках находятся на более ранней стадии развития.

(Segura-Cox et al., Природа, 2020 год)

Команда также рассчитала потенциальные массы протопланет, необходимые для того, чтобы вызвать разрывы, которые они видели. Более близкий разрыв к звезде, на расстоянии 19 астрономических единиц, должен был быть создан объектом, масса которого в 0,47 раза больше массы Юпитера. Более отдаленный разрыв, равный 37 астрономическим единицам, должен был быть вырезан объектом, масса которого в 0,31 раза больше массы Юпитера.

Эти массы являются верхними пределами, но даже нижние оценки были бы уже существенно большими телами - Земля в 0,003 раза больше массы Юпитера. Это неожиданно, поскольку в наших планетных моделях существуют значительные барьеры для такой быстрой аккреции.

Альтернативное объяснение, отмечают исследователи, состоит в том, что планеты еще не начали формироваться. Вместо этого промежутки могут быть созданы явлением, известным как радиальный дрейф: газ в диске создает сопротивление, которое заставляет частицы пыли и горных пород терять угловой момент и начать дрейфовать к звезде. Это на самом деле считается барьером для формирования планеты, так как планета должна формироваться быстрее, чем радиальный дрейф.

Но плотность газа не обязательно равномерна, и локальный максимум в радиальной поверхностной плотности газа может образовать "ловушку" для пыли. Таким образом, вполне возможно, что промежутки создаются внутренней миграцией пыли, а более плотные кольца в диске-это ловушки максимумов давления газа.

Согласно этой интерпретации, эти толстые пыльные кольца могут достигать более высоких соотношений пыли и газа, что приводит к зонам ускоренной аккреции - так что они похожи на протопротопланы.

В любом случае, то, что команда наблюдала в диске вокруг IRS 63, вероятно, является результатом формирования планеты - размещения начала процесса на гораздо более ранней временной шкале, чем мы когда-либо видели раньше.

"Даже в самом консервативном случае [.. эти особенности указывают на то, что пыль начинает накапливаться на определенных радиусах диска. Вполне вероятно, что структура диска оказывает влияние на эволюцию планет, начиная с ранних стадий процесса звездообразования",-пишут исследователи в своей статье.

- Протозвезды класса I остаются встроенными в более крупномасштабную оболочку из газа и пыли, которая может пополнять диск по мере накопления материала, что указывает на то, что если образование планет в диске IRS 63 уже началось, то вполне вероятно, что планеты и протозвезды растут и развиваются вместе с ранних времен."

Похожие материалы:

Так же рекомендуем посмотреть:

Почему мы должны оставлять старые нефтяные вышки в море – и почему мы этого не делаем


Наши исследования показывают, что младенцы, вскармливаемые из бутылочки, могут потреблять миллионы микропластичных частиц


14-Летний Подросток Из Техаса Получил Высшую Научную Премию За Открытие Молекулы Коронавируса

Категория: Космос / Планеты / Технологии | Просмотров: 95 | Добавил: admin | Теги: формирование планет, IRS, планет, конечный итог, диск, звезда, масса Юпитера, ESO, радиальный дрейф | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
avatar