Планеты находят теперь почти у каждой звезды, но астрономы все еще до конца не понимают, как именно — и при каких условиях — они образуются. Чтобы ответить на этот вопрос, исследуют газопылевые диски, которые вращаются вокруг молодых звезд и в которых формируются планеты. Эти диски компактные и находятся на огромных расстояниях от Земли, и поэтому нужна вся мощь телескопа ALMA, чтобы их изучать.

Особый класс таких дисков, так называемые переходные диски, обладает необычным свойством: в их центральных частях, непосредственно вокруг родительской звезды, отсутствует пыль. Чтобы объяснить эту особенность, выдвинуто две идеи. Первая заключается в том, что вещество из окрестности звезды выметено или уничтожено сильным звездным ветром и интенсивным фотоиспарением. Альтернативное объяснение выглядит так: массивные молодые планеты в процессе своего образования и орбитального движения в этих областях «собрали на себя» имевшееся там вещество.

Непревзойденная чувствительность и четкость изображений (угловое разрешение) телескопа ALMA позволили группе астрономов во главе с Нинке ван дер Марел (Nienke van der Marel) из Лейденской обсерватории в Нидерландах составить карту распределения газа и пыли в переходных дисках гораздо лучше, чем это делалось раньше. Четыре звезды, наблюдавшиеся в этой программе: SR 21, HD 135344B (другое обозначение SAO 206462), DoAr 44 и Oph IRS 48. Это позволило исследователям сделать выбор между двумя вышеупомянутыми механизмами.

Новые изображения показывают, что внутри промежутков, свободных от пыли, присутствует значительное количество газа. Но к удивлению ученых в этом газе тоже есть зазор, только втрое уже, чем промежуток, в котором нет пыли.

Такую структуру диска можно объяснить только в сценарии, по которому только что сформировавшиеся массивные планеты «расчистили» газ на пути своего орбитального движения, захватывая при этом силой своего притяжения пылевые частицы на большем расстоянии. Процесс захвата пыли был описан в одном из релизов Южно-Европейской обсерватории (eso1325).

“Предыдущие наблюдения уже наводили на мысль о присутствии газа внутри промежутков, расчищенных от пыли, – объясняет Нинке ван дер Марел. – Но так как ALMA позволяет получить изображение распределения вещества внутри диска в гораздо больших подробностях, чем другие инструменты, мы смогли исключить альтернативный сценарий. Существование глубоких зазоров ясно указывает на присутствие планет с массами в несколько раз больше, чем у Юпитера – именно они создали эти пустоты при своем движении сквозь диск”.

Примечательно, что в этих наблюдениях была реализована всего одна десятая часть полной разрешающей силы ALMA, так как во время их проведения половина антенн гигантской решетки на плато Чахнантор в северном Чили была все еще в процессе строительства.

Теперь нужны дальнейшие наблюдения, чтобы определить, следуют ли и другие переходные диски этому сценарию. Так или иначе, наблюдения на ALMA уже позволили астрономам глубже понять сложный механизм образования планет.

“У всех до сих пор изученных переходных дисков, у которых наблюдаются большие области, свободные от пыли, имеются и области, свободные от газа. Поэтому, используя ALMA, мы сможем узнать, где и когда в этих дисках рождаются гигантские планеты, а затем сравнить эти результаты с моделями образования планет, – говорит Эвин ван Дишек (Ewine van Dishoeck) из Лейденского университета и Института внеземной физики им.Макса Планка в Гархинге. – Прямые наблюдения планет на пределе возможностей современных инструментов, а строящееся сейчас новое поколение телескопов, таких, как Европейский Чрезвычайно Большой Телескоп (European Extremely Large Telescope), смогут пойти гораздо дальше. ALMA указывает направления, в которые предстоит направить эти новые телескопы”.

Источник: пресс-релиз Южно-Европейской обсерватории