Астрономы впервые сравнили сразу двадцать протопланетных дисков

Астрономы зарегистрировали около 4000 новых экзопланет на орбитах далеких звезд. И хотя открытие этих вновь обретенных миров уже не является чем-то выдающимся в научном мире, ученые еще очень многого не знают о рождении планет и точных космических рецептах, которые порождают огромное количество планетарных тел, которые они уже обнаружили, включая так называемые горячие Юпитеры, массивные каменистые миры, ледяные карликовые планеты и землеподобные планеты.

Чтобы помочь ответить на эти и другие интригующие вопросы, команда астрономов провела первый крупномасштабный обзор протопланетных дисков, поясов пыли и газа вокруг молодых звезд с помощью массива телескопов ALMA (Atacama) и получили потрясающие изображения с высоким разрешением 20-ти соседних протопланетных дисков. Это позволило выявить разнообразие особенностей, о которых астрономы не догадывались ранее. Исследование было опубликовано в специальном выпуске журнала Astrophysical Journal Letters.

По мнению исследователей, наиболее убедительная интерпретация этих наблюдений заключается в том, что большие планеты, по размеру и составу похожие на Нептун или Сатурн, формируются быстро, намного быстрее, чем позволяла бы существующая теория. Такие планеты также имеют тенденцию формироваться во внешних пределах их солнечных систем на огромных расстояниях от их звезд-хозяев.

Такое преждевременное образование может также помочь объяснить, как каменистые миры размером с Землю способны развиваться и расти, переживая саморазрушение в первые периоды существования.

«Цель этой многомесячной кампании наблюдений заключалась в поиске структурных сходств и различий протопланетных дисков. Удивительно четкое видение ALMA выявило ранее невиданные структуры и неожиданно сложные их части», — сказал Шон Эндрюс, астроном из Гарвард-Смитсоновского центра Astrophysics (CfA) и руководитель исследовательской кампании ALMA. «Мы видим четкие детали вокруг широкого ассортимента молодых звезд различной массы. Самая убедительная интерпретация этих весьма разнообразных мелкомасштабных особенностей заключается в том, что существуют невидимые планеты, взаимодействующие с материалом диска».

Ведущие модели формирования планет утверждают, что планеты рождаются в результате постепенного накопления пыли и газа внутри протопланетного диска, начиная с зерен ледяной пыли, которые сливаются, образуя все более и более крупные камни, до момента появления астероидов, планетезималей и планет. Этот иерархический процесс должен развернуться на многие миллионы лет, предполагая, что его влияние на протопланетные диски будет наиболее распространенным в старых, более зрелых системах. Однако наличие доказательств указывает на то, что это не всегда так.