Впервые проведены наблюдения за околопланетным диском
Используя самый мощный массив радиотелескопов на Земле, астрономы сделали первые наблюдения за околопланетным диском из газа и пыли, подобным тому, который, как полагают, породил спутники Юпитера.
Находка, о которой сообщается сегодня в издании Astrophysical Journal Letters, сообщает интригующую историю о планете PDS 70c, все еще формирующемся газовом гиганте на расстоянии около 370 световых лет от Земли, который впервые был обнаружен в прошлом месяце на снимках в видимом свете.
Используя массив из 66-антенной большой миллиметровой/субмиллиметровой матрицы Atacama (ALMA) в Чили, астроном Университета Райса Андреа Изелла и его коллеги собрали радиосигналы миллиметрового диапазона, которые выявили наличие частиц пыли по всей звездной системе, где находится PDS 70 c и ее родственная планета, PDS 70b, все еще формируются.
«Планеты образуются из дисков газа и пыли вокруг вновь образующихся звезд, и если планета достаточно велика, она может сформировать свой собственный диск, собирая материал на своей орбите вокруг звезды», — сказала Изелла. «Юпитер и его спутники, например, представляют собой небольшую планетную систему в нашей Солнечной системе, и считается, что спутники Юпитера образовались из околопланетного диска, когда Юпитер был очень молод».
Но большинство моделей формирования планет показывают, что околопланетные диски исчезают в течение примерно 10 миллионов лет, что означает, что околопланетные диски не существовали в нашей солнечной системе более 4 миллиардов лет. Чтобы найти их в другом месте и собрать данные наблюдений для проверки теорий формирования планет, Изелла и коллеги ищут очень молодые звездные системы, где они могут непосредственно наблюдать диски и планеты, все еще формирующиеся внутри них. В новом исследовании Isella и коллеги проанализировали наблюдения, сделанные ALMA в 2017 году.
«Есть несколько планет-кандидатов, которые были обнаружены на дисках, но это очень новая область, и они все еще обсуждаются», — сказала Изелла. «(PDS 70b и PDS 70c) являются одними из самых надежных, потому что были независимые наблюдения с использованием различных инструментов и методов».
PDS 70 — это карликовая звезда, около трех четвертей массы Солнца. Обе его планеты в 5-10 раз больше Юпитера, а самая внутренняя, PDS 70b, вращается вокруг звезды на расстоянии около 1,8 миллиарда миль, примерно на расстоянии от Солнца до Урана. PDS 70 c находится на миллиард миль дальше, на орбите размером с Нептун.
PDS 70b был впервые обнаружен в 2018 году на снимках в инфракрасном свете от инструмента для охоты на планетах, называемого SPHERE, установленном на Очень Большом Телескопе Европейской Обсерватории (VLT). В июне астрономы использовали другой инструмент VLT под названием MUSE, чтобы наблюдать видимую длину волны света, известную как H-альфа, которая испускается, когда водород падает на звезду или планету и становится ионизированным.
«H-альфа дает нам больше уверенности в том, что это планеты, потому что предполагает, что они все еще поглощают газ, пыль и растут», — сказала Изелла. Наблюдения миллиметровой длины волны от ALMA предоставляют еще больше доказательств. «Это дополняет оптические данные и обеспечивает полностью независимое подтверждение того, что там что-то есть».
Изелла сказала, что прямое наблюдение планет с циркумпланетными дисками может позволить астрономам проверить теории формирования планет.
«Мы многое не понимаем о том, как образуются планеты, и теперь у нас наконец есть инструменты для прямых наблюдений и начала поиска ответов на вопросы о том, как сформировалась наша Солнечная система и как могут формироваться другие планеты».
