Група астрономів за допомогою ALMA виявила новонароджені планети, які лише починають своє існування в молодій зоряній системі, розташованій у найближчій до нас області активного зореутворення. Це відкриття було зроблено під час дослідження 78 протопланетних дисків – сплющених обертових хмар з газу й пилу – в регіоні зореутворення в сузір’ї Змієносець (Ophiuchus). Цей зоряний розплідник, відомий як хмарний комплекс Rho Ophiuchi, розташований приблизно за 460 світлових років від Сонячної системи – ближче немає жодного іншого подібного регіону.
Щоб дізнатись останні новини, слідкуйте за нашим каналом Google News онлайн або через застосунок.
Під час спостережень команда виявила раніше невідомі кільця, спіралеподібні утворення та інші складні структури всередині дисків навколо зірок, вік яких становить усього кілька сотень тисяч років. Якщо такий вік здається значним, згадайте: наше Сонце – зріла зоря, яка існує вже понад 4,6 мільярда років. Виявлені структури вказують на те, що формування зірок і планет є тісно взаємопов’язаними процесами, які відбуваються одночасно в середовищі, багатому на газ і пил.
Зірки формуються в надщільних ділянках гігантських молекулярних хмар – областей, де гравітація змушує газ і пил стискатися. Цей процес запускає утворення протозірки – об’єкта, загорнутого в щільну газопилову оболонку, з якої вона поступово накопичує масу. Нарощення маси триває доти, доки протозірка не досягне достатньої щільності й температури, аби в її ядрі почалася термоядерна реакція – перетворення водню на гелій. Цей процес знаменує появу повноцінної зорі, яка вступає в головну фазу свого життя.
Навколо таких молодих зірок утворюються плоскі диски з газу й пилу – саме в них і зароджуються планети. Гравітація цих новоутворюваних планет може збурювати навколишню матерію, утворюючи характерні структури – кільця, щілини, спіралі – які свідчать про активний процес планетоутворення. Але на якому саме етапі ці структури починають виникати? Це питання вже давно є предметом дослідження в астрофізиці.
Вчені звернулись по допомогу до одного з найпотужніших інструментів для вивчення Всесвіту – Атакамської великої міліметрової/субміліметрової решітки (ALMA), розташованої в пустелі Атакама на півночі Чилі. Масив із 66 антен працює синхронно як єдиний надчутливий телескоп. Дві ключові наукові програми ALMA – DSHARP та eDisk – вже надали чимало уявлень про складну внутрішню будову протопланетних дисків.
Програма DSHARP виявила, що диски навколо 20 молодих зірок віком до 1 мільйона років часто містять добре виражені кільцеві структури. Своєю чергою, проєкт eDisk фокусувався на ще молодших протозірках – від 10 000 до 100 000 років. Для таких об’єктів характерна активна акреція матерії, і саме тут виявилось, що раніше спостережувані структури практично відсутні. Висновок: вік зорі прямо впливає на вигляд і складність її оточення.
Нове дослідження зосередилось на об’єктах, чий вік потрапляє між віковими діапазонами DSHARP та eDisk. Для аналізу команда застосувала спеціалізоване програмне забезпечення PRIISM – Python-модуль для реконструкції радіоінтерферометричних зображень з розріджених даних – до архівних даних ALMA. Завдяки цьому вдалося отримати зображення з утричі кращою роздільною здатністю, ніж у стандартній обробці, для майже половини досліджених дисків.
Завдяки великому обсягу вибірки – у чотири рази більшому, ніж у попередніх програмах – дослідники змогли детальніше розглянути 78 протопланетних дисків. У 27 з них зафіксували чітко виражені кільцеві або спіральні форми. Цікаво, що 15 із цих структур раніше не були задокументовані взагалі. Окрім того, були виявлені структури шириною до 30 астрономічних одиниць – тобто у 30 разів більші за відстань між Землею та Сонцем. Це свідчить про те, що формування подібних структур починається значно раніше, ніж вважалося раніше – ще на етапі, коли диски насичені газом і пилом. Інакше кажучи, в регіоні Ophiuchus зірки та планети формуються одночасно – ще до того, як зоря остаточно дозріє.
«Наше дослідження дозволило заповнити часову прогалину між програмами eDisk і DSHARP завдяки новітнім методам обробки зображень, які забезпечили як високу якість даних, так і велику статистичну базу», – пояснив Аюму Шоші, керівник команди та дослідник із Університету Кюсю. Хоча нині результати стосуються лише одного регіону – Ophiuchus, – майбутні спостереження за іншими зоряними яслами покажуть, чи це справді універсальний механізм формування планетних систем у Всесвіті.
Читайте також:
- ESA створить першу у світі обсерваторію, що відстежуватиме звуки глибокого космосу
- Космос – нове поле битви?