RW Space

Астрономы, работающие на телескопе ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), обнаружили протопланетные газо-пылевые диски вокруг молодых звезд — компонентов двойной системы HK Тельца, причем плоскости дисков сильно наклонены друг к другу. Эти новые наблюдения дают самую подробную на сегодняшний день картину протопланетных дисков у двойной звезды. Они также помогают понять, почему многие экзопланеты в отличие от планет Солнечной системы имеют орбиты с очень большим эксцентриситетом и наклонением. Результаты работы будут опубликованы в журнале Nature 31 июля 2014 г.

В отличие от нашего одинокого Солнца большинство звезд образуют двойные системы, в которых две звезды обращаются вокруг общего центра тяжести. Но хотя двойные звезды – вполне обычное явление, их изучение ставит перед учеными много вопросов, один из которых: как в таких сложных гравитационных полях образуются планеты.

“С помощью ALMA нам удалось получить лучшую на сегодняшний день картину протопланетных дисков в двойной системе.И оказалось, что диски взаимно наклонены!” – говорит Эрик Дженсен (Eric Jensen), астроном из Суортморского колледжа в Пеннсильвании (США).

Компоненты двойной системы HK Tauri, расположенной на расстоянии 450 световых лет от Земли в созвездии Тельца, имеют возраст менее пяти миллионов лет и разделены расстоянием в 58 миллиардов километров, что в 13 раз дальше, чем расстояние от Нептуна до Солнца.

Более слабая из них, HK Tauri B, окружена протопланетным диском, видимым с ребра, который заслоняет от нас свет самой звезды. Поскольку слепящее излучение звезды заблокировано, астрономы могут легко наблюдать околозвездный диск в видимых лучах или в ближней инфракрасной области спектра.

У главной звезды системы, HK Tauri A, также имеется диск, но он не экранирует от нас свет звезды. Слабое свечение диска подавляется гораздо более ярким излучением звезды, и поэтому этот диск нельзя наблюдать в видимых лучах. Зато он имеет большую яркость на миллиметровых длинах волн, которые детектируются телескопом ALMA.

Широкоугольный снимок части области звездообразования в Тельце

Используя ALMA, группа исследователей смогла не только увидеть диск вокруг HK Tauri A, но и впервые измерила его вращение. Детальная картина, полученная астрономами, позволила им рассчитать ориентацию дисков, причем оказалось, что их плоскости расходятся как минимум на 60 градусов. То есть, по крайней мере, один из дисков не лежит в орбитальной плоскости двойной системы, а сильно наклонен к ней.

“Это явное рассогласование наклонов дает совершенно новый взгляд на то, какой может быть молодая двойная система”, — говорит Рэйчел Эйксон (Rachel Akeson) из Института экзопланет (NASA Exoplanet Science Institute) при Калифорнийском технологическом институте (США). “Хотя некоторые более ранние наблюдения уже указывали на существование таких «рассогласованных» ориентаций в двойных системах, наши новые наблюдения HK Тельца на телескопе ALMA гораздо яснее показывают, что происходит в одной из этих систем”.

Звезды и планеты образуются из гигантских облаков пыли и газа. По мере того, как такое облако сжимается под действием силы гравитации, оно начинает вращаться, и постепенно большая часть пыли и газа образует уплощенный протопланетный диск, закручивающийся, как водоворот, вокруг формирующейся центральной протозвезды.

Но в такой двойной системе, как HK Тельца, идут гораздо более сложные процессы. Когда плоскости орбит звезд и протопланетных дисков не вполне совпадают, формирующиеся планеты могут оказаться на сильно эксцентричных и наклоненных орбитах .

“Наши результаты показывают, что существуют определенные условия, влияющие на положение орбит планет, и что эти условия складываются уже на этапе формирования планет, по-видимому, в процессе образования самой двойной звезды”, — отмечает Дженсен.

Составное изображение HK Tauri по данным Космического телескопа Хаббла и ALMA

 “Мы не можем исключить и другие теоретические объяснения, но можем точно сказать, что наличие второй звезды имеет принципиальное значение”.

Так как телескоп ALMA способен видеть неразличимые другими инструментами пыль и газ в протопланетных дисках, полученные на нем изображения молодой двойной системы оказались уникальными. “Мы наблюдаем эту систему на ранних стадиях ее формирования, еще с протопланетными дисками вместо планет, и очень важно, что мы видим ориентацию дисков уже на этом этапе”, — объясняет Эйксон.

Теперь исследователи планируют выяснить, насколько типичными являются такие системы. Несомненно, данная система являет собой замечательный индивидуальный случай, но теперь требуются дополнительные поиски, чтобы понять, насколько такой тип ориентации распространен в нашей Галактике Млечного Пути.

Дженсен заключает: “Хотя открытие данного механизма формирования двойной системы является большим шагом вперед, оно пока не объясняет всего разнообразия причудливых орбит несолнечных планет. Чтобы дать полный ответ на этот вопрос, мы пока не имеем достаточного разнообразия двойных систем. Так что загадки еще остались!”

Источник: eso.org