Согласно наиболее распространенной астрономической модели (небулярной гипотезе), новые звезды рождаются из массивных облаков пыли и газа (так называемых туманностей), которые испытывают гравитационный коллапс. Оставшаяся пыль и газ образуют протопланетный диск, окружающий новую звезду, который медленно срастается, образуя системы планет. В течение последнего десятилетия астрономы использовали Большую миллиметровую/субмиллиметровую решетку Атакамы (ALMA) в Чили, чтобы изучать молодые звезды и их диски и узнавать больше о том, как происходит этот процесс.
В недавнем исследовании международная группа астрономов использовала ALMA для получения изображений с высоким разрешением восьми протопланетных дисков в скоплении Сигма Ориона, группе звезд, расположенных в созвездии Ориона. В ходе своих наблюдений команда обнаружила свидетельства наличия промежутков и колец в большинстве дисков, которые являются потенциальными признаками формирования планет-гигантов. Это было удивительно, учитывая, что эти диски облучены интенсивным ультрафиолетовым (УФ) излучением массивной звезды в скоплении. Их результаты показывают, что формирование планет может происходить в условиях, которые ранее считались негостеприимными.
Исследование возглавила Джейн Хуанг, доцент кафедры астрономии Колумбийского университета. К ней присоединились Шанцзя Чжан, научный сотрудник НАСА Сагана из Колумбийского университета и Невадского центра астрофизики, и Фэн Лун (также научный сотрудник НАСА Сагана) из Лунной и Планетарной лаборатории (LPL). В команду также входили исследователи из Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана (LMU), Университета Сент-Эндрюса, Гавайского университета в Маноа и штаб-квартиры НАСА. Их исследование было недавно опубликовано в Астрофизический журнал.
Исследовательская группа использовала самую расширенную конфигурацию 12-метровых антенн ALMA, которая обеспечивала эффект трансфокатора, позволяя достичь разрешения около восьми астрономических единиц (в восемь раз больше расстояния между Солнцем и Землей). Это позволило им различить множественные пробелы и кольца на изображениях пяти дисков, что сравнимо с тем, что астрономы наблюдали в других системах, где формировались планеты-гиганты. Самым впечатляющим из них был диск, известный как SO 1274, на котором есть пять промежутков, которые могли бы представлять собой формирующуюся систему планет.
В то время как предыдущие исследования были сосредоточены на дисках в регионах с низким ультрафиолетовым излучением, это исследование обеспечивает наблюдения ALMA с самым высоким разрешением дисков в более экстремальных условиях. Хотя звезды обычно рождаются в гораздо более жесткой УФ-среде, понимание астрономами субструктур в первую очередь основано на наблюдениях близлежащих областей звездообразования с мягкой УФ-средой. Эти результаты могут иметь значение для нашего понимания того, как сформировалась Солнечная система, которая, возможно, развивалась в такой же среде с высоким уровнем радиации. Как отметил Хуан в пресс-релизе NRAO:
«Мы ожидали, что высокие уровни радиации в этом скоплении будут препятствовать образованию планет во внешних областях этих дисков. Но вместо этого мы видим признаки того, что планеты могут формироваться на расстоянии десятков астрономических единиц от своих звезд, подобно тому, что мы наблюдали в менее суровых условиях. Эти наблюдения показывают, что процессы, способствующие образованию планет, довольно устойчивы и могут работать даже в сложных обстоятельствах. Это дает нам больше уверенности в том, что планеты могут формироваться еще в большем количестве мест по всей галактике, даже в регионах, которые мы раньше считали слишком суровыми».
Однако команда признает, что эти структуры могут также возникнуть в результате взаимодействия формирующихся планет и материала диска. Таким образом, их результаты иллюстрируют необходимость и потенциал последующих исследований дисков в еще более экстремальных звездных средах. Это также демонстрирует способность ALMA исследовать протопланетные диски в различных средах по всей галактике.
Дополнительная литература: НРАО, Астрофизический журнал
