RW Space

Сколько времени занимает формирование планет? Согласно новому исследованию, возможно, не так долго, как мы думали.

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

Новые результаты были представлены на 243-м заседании Американского астрономического общества. Ченг-Хан Се, доктор философии. Кандидат Йельского университета представил новые наблюдения.

«Ранние наблюдения молодых протопланетных дисков с помощью ALMA выявили множество красивых колец и промежутков, возможных мест формирования планет», — сказал он. «Мне было интересно, когда в дисках начали появляться эти кольца и промежутки».

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

Но это более раннее изображение и подобные ему являются изображениями класса 2 диска. Новые изображения ALMA являются частью обзора CAMPOS (Corona australis, Aquila, chaMaeleon, oPhiuchus North, Ophiuchus и Serpens), названного в честь молекулярных облаков, изученных в обзоре.

На них показаны класс 0 и Диски 1 класса, 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 класса 2 – это протозвезда с видимой фотосферой. Но на новых изображениях видны YSO и диски классов 0 и 1. В этом молодом возрасте YSO все еще находятся на стадиях разрушения и формирования.

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

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

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

При аккреции ядра каменное ядро ​​образуется из сталкивающихся планетезималей, и когда его достаточно массы, он притягивает газовую оболочку. Ученые считают, что именно так формируются большие газовые гиганты, такие как Юпитер.

При гравитационной нестабильности протопланетный диск становится достаточно массивным, что становится нестабильным, и образуются гравитационно-связанные сгустки. Комки и фрагменты формируют планеты.

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

На пресс-конференции AAS, где он представил свою работу, Се спросили, отражают 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», — пояснил Се. «Наше угловое разрешение составляет около 15 а.е., поэтому мы можем обнаруживать только такие субструктуры, как кольца и промежутки, размером более 8 а.е.

»Итак, для сравнения: расстояние между Солнцем и Сатурном составляет 9 а.е. АУ. 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 потому, что на ранних этапах подструктуры меньше», — сказал Се.

Итан Сигел из «Начинается с взрыва» задал Се еще один важный вопрос. «Приятно, что вы видите структуру, появляющуюся в этих ранних дисках», — сказал Сигел.

«Есть ли какие-либо доказательства за или против того, что мы видим структуру, образующую планеты, а не временную структуру?» особенность, вырезанная в диске, которая будет размыта в ходе эволюции этой планетной системы, как показывают некоторые симуляции?»

«Для моделирования, если у вас есть планеты размером с Землю или Нептун внутри протопланетного диска , они начнут выделять газ из окружающего газа, а затем со временем вырежут дыры и кольца», — сказал Се.

«С другой стороны, различные нестабильности, такие как возмущения плотности или температуры также может вызывать субструктуры. Поэтому на основе наблюдений очень сложно определить, действительно ли эти субструктуры вызваны планетой или они происходят из-за нестабильности».

Се также объяснил, что это сложно. сказать наверняка, и что это предмет многих исследований. Он также объяснил, насколько важно обнаруживать промежутки и кольца, независимо от того, являются ли они планетами или какой-либо нестабильностью.

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

Это потому, что ни планеты, ни какая-либо субструктура не могут сформироваться до тех пор, 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. формируется примерно через 300 000 лет жизни молодого звездного объекта, в котором находится диск. Только будущие наблюдения смогут сказать нам, действительно ли это планеты.

Документ, представляющий эти изображения и результаты, готовится к публикации.

Эта статья была первоначально опубликована в журнале Universe Today. . Прочтите оригинал статьи.