Секреты рождения планеты раскрыты удивительными изображениями радиотелескопа ALMA

Атакамская Большая Миллиметровая/Субмиллиметровая Решетка (ALMA) сняла области формирования планет около 20 близлежащих звезд, чтобы показать, как рождаются молодые миры. Новое исследование включает в себя один из самых глубоких обзоров протопланетных дисков, диска газа и пыли, где планеты создаются вокруг новорожденных звезд.

«Цель этой многомесячной кампании наблюдений заключалась в поиске структурных сходств и различий в протопланетных дисках. ALMA выявила ранее невиданные структуры», - считает главный исследователь Шон Эндрюс из Гарвардско-Смитсоновского центра астрофизики (CfA) в своем заявлении. Работая со своими коллегами, Эндрюс изучил почти два десятка близлежащих дисков. Они обнаружили в диске множество подструктур, которые могли бы защитить рост каменистых миров.

Звезды образуются, когда гравитация собирает облако пыли и газа в новое солнце. Остатки попадают в протопланетный диск вокруг звезды. Пыль и газ в диске постепенно собираются вместе, чтобы создать более крупные структуры, такие как астероиды, планетезимали и, в конечном счете, планеты. Этот процесс должен занять много миллионов лет, поэтому следы формирования планет должны быть наиболее заметны на более старых системах. До появления ALMA выявить особенности этих дисков было непросто.

ALMA показала изображения (с высоким разрешением) 20 близлежащих протопланетных дисков, демонстрируя множество дисковых особенностей, которые дают новое представление о том, какие из них наиболее распространены, а какие менее распространены. Результаты публикуются в серии статей в Астрофизическом журнале Letters.

В зависимости от расстояния звезд от солнца, Алма может различать объекты размером в несколько астрономических единиц [1 астрономическая единица равна расстоянию от Земли до Солнца (150 миллионов километров).]

Новое исследование показало, что такие особенности, как концентрические зазоры и узкие кольца, подобные тем, которые видны вокруг звезды HL Tau, являются общими для всех дисков. В некоторых случаях также присутствуют крупномасштабные спиральные узоры и дугообразные элементы. Диски и промежутки появляются на широком диапазоне расстояний от их звезды, в диапазоне от нескольких астрономических единиц до более чем 100 астрономических единиц, что в три раза превышает расстояние между Солнцем и Нептуном.

Кольца не только дают представление о раннем начале формирования планет, они также могут объяснить, как скалистым планетам удается выжить до зрелого возраста, вопрос, который озадачивал астрономов на протяжении десятилетий. Как только планетезималы вырастут до размера в 1 км, гладкий диск заставит их упасть внутрь к своей родительской звезде, прежде чем они смогут превратиться в скалистую планету, такую как Земля.

Но плотные кольца, обнаруженные ALMA, могли бы стать убежищем для массивных камней, которые могли бы безопасно перерасти в каменистые миры. Более высокая плотность и изменяющаяся концентрация частиц пыли создадут возмущения в диске, образуя области, где материал успеет стать полноценными планетами.

(На этом изображении указаны многие планетарные диски, на которых показаны свидетельства рождения планет, обнаруженные радиотелескопом ALMA в Чили.)