Используя комплекс радиотелескопов ALMA в чилийской пустыне Атакама, астрономы изучили процессы, происходящие в протопланетном диске молодой звезды Элиас 2-27. Авторы пришли к выводу, что ключевую роль в формировании планет играют масса диска и его гравитационная нестабильность. Результаты исследования опубликованы в журнале The Astrophysical Journal.
Протопланетные диски, состоящие из газа и пыли, которые окружают недавно сформированные молодые звезды, известны как место рождения планет. Однако какие условия необходимы для образования внутри диска зародышей планет, до сих пор было неизвестно.
Во время наблюдений за молодой звездой Элиас 2-27, расположенной на расстоянии 400 световых лет от Земли в созвездии Змееносца, ученые, используя данные о скорости газа, впервые рассчитали массу ее протопланетного диска. Кроме того, исследователи обнаружили в системе Элиас 2-27 гравитационную нестабильность, возникающую из-за того, что значительная часть массы системы приходится на вещество диска.
«Как именно формируются планеты — один из основных вопросов в нашей области. Однако есть некоторые ключевые механизмы, которые, по нашему мнению, могут ускорить процесс формирования планет, — приводятся в пресс-релизе Национальной радиоастрономической обсерватории США слова руководителя исследования Терезы Панеке-Карреньо (Teresa Paneque-Carreño). — Мы впервые нашли прямые кинематические доказательства гравитационной нестабильности в системе Элиас 2-27″.
Система Элиас 2-27 привлекла внимание ученых в 2016 году, когда с помощью ALMA они обнаружили вращающийся вокруг звезды пылевой диск спиральной структуры. Исследователи решили, что спирали — это результат неравномерной плотности. Ранее такие спиральные рукава наблюдали у галактик, таких как Млечный Путь, никогда раньше — вокруг отдельных звезд.
«В 2016 году мы обнаружили, что протопланетный диск Элиас 2-27 имеет структуру, отличную от других уже изученных систем: два крупномасштабных спиральных рукава тогда остались для нас загадкой», — говорит еще один автор статьи Лаура Перес (Laura Pérez), доцент Чилийского университета.
Помимо гравитационной нестабильности, ученые обнаружили в протопланетном диске вертикальную асимметрию и возмущения скоростей, связанные со спиральной структурой.
«Система Элиас 2-27 оказалась очень асимметрична по газовой структуре. Это было совершенно неожиданно, мы впервые наблюдаем такую вертикальную асимметрию в протопланетном диске, — отмечает Панеке-Карреньо. — Из окружающего молекулярного облака на диск все еще может падать новый материал, и это делает систему еще более хаотичной».
Эта хаотичность и нестабильность системы, по мнению авторов, и может быть главным триггером начала планетообразования.
«Гравитационная нестабильность может ускорить начало самых ранних стадий формирования планет», — объясняет ученый.
Главным своим достижением исследователи считают то, что им впервые удалось измерить плотность и массу планетообразующего диска и смоделировать происходящие в нем динамические процессы.
Источник: РИА Новости
