Если вы хотите узнать, как выглядела формирующаяся Солнечная система, изучите планетарные диски вокруг других звезд. Как и они, наша звезда была единственной звездой, образувшей окружение миров, и другие звезды делали то же самое. Все это произошло 4,5 миллиарда лет назад, поэтому нам нужно посмотреть на подобные системы вокруг близлежащих звезд.
Недавно астрономы использовали радиотелескопы и оптические телескопы для изучения коллекции так называемых «двойных планетарных дисков». Это скопления материала вокруг двойных звезд, которые иногда называют «протопланетными дисками». Они сосредоточились на системе под названием DF Tau, поскольку она обладала некоторыми особыми свойствами. Можно предположить, что планетарные диски в этих парах примерно одинаковы, поскольку они образовались из того же сырья, что и их родительские звезды. Однако у них есть некоторые удивительные отличия друг от друга.
DF Tau и его двойные планетарные диски
DF Tau находится на расстоянии чуть более 400 световых лет от нас в созвездии Тельца. Она расположена в огромном молекулярном облаке, содержащем сотни новорожденных звезд. DF Tau состоит из двух относительно молодых звезд одинаковой массы. Они находятся в 48-летнем орбитальном танце друг с другом и, скорее всего, образовались вместе в одном облаке газа и пыли. Однако их диски имеют явные различия. У более яркой главной звезды есть активный внутренний диск. Внутренняя область вторичной звезды, кажется, почти полностью исчезла. Что это говорит о формировании и эволюции этих регионов и их планет (если таковые имеются)?
По словам доктора Тейлор Кутра из обсерватории Лоуэлла и один из исследователей, изучающих эту систему, она сложна. «Распространение околозвездного диска — это сложный процесс со многими неизвестными», — сказал Кутра. «Глядя на системы, которые формируются вместе, мы можем контролировать важную переменную: время. DF Tau и другие системы в нашем исследовании показывают нам, что эволюция диска не обязательно является функцией времени, но что здесь задействованы и другие процессы».
Дисковая механика
Представьте себе планетарные диски, похожие на гигантские колеса, вращающиеся в центре молекулярных облаков. При движении материал диска слипается. Это создает планетезимали и, в конечном итоге, планеты. Процесс формирования планет в конечном итоге уничтожает материал диска. Таким образом, растворение материала не займет много времени. От околозвездной родины нашей Солнечной системы ничего не осталось, поэтому нам придется искать другие примеры, чтобы понять наши собственные.
Обнаружение таких дисков вокруг других звезд — это снимок планетарного вертепа в начале процесса формирования и эволюции. Обнаружение их пары в виде двойной звезды — это исключительный шанс понять сложности формирования планет в такой паре. Тот факт, что одна из них пережила распад своего внутреннего региона, вызывает много вопросов. Что вызывает эту дисперсию? Может ли это быть связано с тем, что формирование планет в диске происходит быстрее? Происходит ли образование в более светлой сфере? Какие еще процессы могли вызвать такой дисбаланс в двух структурах?
Для изучения пары Кутра и команда астрономов использовали Большую миллиметровую решетку NRAO в Атакаме в Чили, а также оптические и инфракрасные наблюдения с других объектов, таких как обсерватория Кека. Их данные должны помочь пролить свет на процесс формирования планет в парных дисках и объяснить различия. Один из способов объяснить различия в диссипации — посмотреть на вязкость отдельных дисков. Другой вариант — искать присутствие субзвездного компаньона, который создает пробелы в звезде, окружающей вторичную звезду. Также возможно, что новорожденные звезды по-разному влияют на свои диски. В некоторых системах эти звезды довольно быстро испаряют свои диски.
Требуется дальнейшая работа
DF Tau была не единственной системой, которую они исследовали. В опросе ALMA есть много других источников. Они позволяют астрономам изучать эволюцию околозвездных дисков, особенно в двойных звездных системах. Система DF-Tau заслуживает дальнейшего изучения, поскольку астрономы только начинают понимать ее свойства.
Как только астрономы поймут эти процессы, это должно помочь нам понять формирование планет в околозвездных дисках. Это связано с тем, что их эволюция оказывает прямое влияние на сроки формирования планет. Астрономы продолжат изучать плотность дисков и время изменений во внутренних и внешних регионах – и, если все пойдет хорошо, искать новые миры там и в других системах, которые они найдут в будущем. Поскольку не все звезды образуются одиночными (как это произошло с Солнцем), изучение большего количества двойных звезд должно позволить нам лучше понять эволюцию двойных звезд и планет.
Дополнительная информация
Двойные диски, двойное открытие: новый взгляд на формирование планет в DF Тау
Места образования планет в двойных системах. II. Удвойте ломтики в DF Tau.
Звездообразование в темных облаках Тельца-Возничего
