На сенсационном снимке – детали процесса рождения планет

news20141108120131

Этот новый снимок, полученный на телескопе ALMA, выявляет необычайно подробные, никогда прежде не фиксировавшиеся детали протопланетного диска вокруг молодой звезды. Это первые наблюдения с ALMA в близкой к окончательной конфигурации антенной решетки телескопа, и самые четкие изображения, когда-либо полученные в субмиллиметровом диапазоне. Новый результат – огромный шаг вперед в наблюдениях процесса развития протопланетных дисков и образования планет.

Для первых наблюдений на ALMA в новой, наиболее мощной конфигурации антенной решетки телескопа, исследователи направили его антенны на HL Тельца — молодую звезду, находящуюся примерно в 450 световых годах от нас и окруженную пылевым диском. Полученное изображение превзошло все ожидания. На нем различимы беспрецедентно мелкие детали диска, состоящего из остатков протозвездного облака и имеющего явные признаки присутствия нескольких планет. На фото виден ряд концентрических ярких колец, разделенных темными дугообразными промежутками.

«Эти детали почти наверняка являются результатом присутствия планетообразных тел, формирующихся в диске. И это неожиданно, так как считается, что у столь молодых звезд еще не успели образоваться крупные планеты, из-за которых в диске могут появиться такие детали», -говорит Стюарт Кордер (Stuartt Corder), заместитель директора ALMA.

“Когда мы увидели это изображение, мы были потрясены невероятным уровнем детализации. Просто лишились речи. Звезде HL Tauri не более миллиона лет, но ее диск уже оказался полон формирующимися планетами. Один только этот снимок произведет революцию в теории образования планет”, — говорит Кэтрин Влахэкис (Catherine Vlahakis), заместитель руководителя научных программ ALMA (Deputy Program Scientist) и главный научный сотрудник программы наблюдений с длинной базой (ALMA Long Baseline Campaign).

Это фото дает представление о размере Солнечной системы по сравнению с HL Тельца и окружающим эту звезду протопланетным диском. Несмотря на то, что HL Tauri гораздо меньше Солнца, диск вокруг нее простирается на расстояние, более чем втрое превышающее расстояние от Солнца до Нептуна.

В общем, диск HL Tau оказался гораздо более развитым, чем следовало бы ожидать в соответствии с возрастом звезды. Таким образом, полученное на ALMA изображение свидетельствует о том, что процесс образования планет может идти быстрее, чем считалось раньше.

Такое высокое угловое разрешение на ALMA может быть достигнуто только с использованием длинных баз. Оно дает астрономам такую информацию, которую невозможно получить ни с каким другим инструментом — даже на Космическом телескопе Хаббла. “Логистические и инфраструктурные проблемы, которые пришлось решить для того, чтобы переместить антенны в столь отдаленные позиции, потребовали беспрецедентных усилий от международного коллектива инженеров и ученых высшей квалификации”,- сказал директор обсерватории ALMA Пьер Кокс (Pierre Cox).

Молодые звезды, такие как HL Тельца, родились в облаках газа и очень мелкой пыли, в областях, где произошел коллапс, то есть, вещество в них сконцентрировалось в малом объеме под действием сил гравитации. Так образовались плотные горячие ядра будущих звезд, в которых в конце концов начались ядерные реакции с выделением энергии – родились новые звезды. Вначале эти звезды погружены в коконы из остаточного газа и пыли, которые постепенно преобразуются в протопланетный диск.

В процессе множественных столкновений происходит слипание мелких пылевых частиц, вследствие чего образуются более крупные, размером с песчинки или мелкие камешки. В конце концов, в диске могут сформироваться астероиды, кометы, и даже планеты. Молодые планеты разрушают диск и образуют в нем кольца, промежутки и дыры, которые и наблюдаются теперь на ALMA.

Исследование протопланетных дисков важно для понимания того, как в Солнечной системе образовалась наша Земля. Наблюдение первых стадий планетообразования вокруг HL Tauri может дать нам представление о том, как могла выглядеть наша собственная планетная система более четырех миллиардов лет назад, когда она только образовывалась.

“Большая часть того, что мы сегодня знаем o формировании планет, основывается на теоретических выкладках. Изображения такого уровня подробности, как полученное на ALMA, до сегодняшнего дня могли появляться только в компьютерном моделировании или под рукой художника. Новый снимок HL Tau показывает, чего может достичь ALMA, когда действует в своей максимальной конфигурации. Он знаменует начало новой эры в изучении процессов образования звезд и планет”, — говорит Генеральный директор ESO Тим де Зеу (Tim de Zeeuw).