Глубокие наблюдения Alma Emision 12CO из 15 протопланетарных дисков показывают потрясающий диапазон структур в морфологии газа, включая пробелы, кольца и спирали. Кредит: Richard Teague / Exoalma Collaboration
Команда международных астрономов во главе с Ричардом Тиг, профессором развития карьеры Керра-МакГи в факультете Земли, атмосферных и планетарных наук (EAPS), собрала наиболее чувствительные и подробные наблюдения 15 протопланетарных дисков на сегодняшний день, давая астрономическому сообществу новый взгляд на механизмы ранней плановой формирования.
«По
Их открытые результаты были опубликованы в специальной коллекции из 17 статей в астрофизических журнальных письмах, и еще несколько вышли этим летом. Отчет проливает свет на широту вопросов, в том числе способы расчета массы диска путем измерения его гравитационного влияния и извлечения профилей скорости вращения до точности метров в секунду.
Протопланетарные диски представляют собой набор пыли и газа вокруг молодых звезд, из которых образуются планеты. Наблюдать за пылью на этих дисках проще, потому что она ярче, но информация, которая может быть получена только из пыли, является лишь снижением того, что происходит. Фокус Teague в области исследований переключил внимание на газ в этих системах, поскольку они могут рассказать нам больше о динамике на диске, включая такие свойства, как гравитация, скорость и масса.
Чтобы достичь резолюции, необходимого для изучения газа, программа Exoalma потратила пять лет, координируя более длительные окна наблюдения на массиве Atacama Millimeter/Submillimeter (ALMA) в Чили. В результате международная команда астрономов, многие из которых являются учеными на ранней стадии карьеры, смогли собрать некоторые из самых подробных изображений, когда-либо сделанных протопланетических дисков.
«Это впечатляющая вещь в данных заключается в том, что это так хорошо, сообщество разрабатывает новые инструменты для извлечения подписей с планет»,-говорит Марсело Барраза-Альфаро, постдок в лаборатории планеты и члена проекта Exoalma. Несколько новых методов улучшения и калибровки взятых изображений были разработаны, чтобы максимизировать более высокое разрешение и чувствительность, которые использовались.
В результате, «мы видим новые вещи, которые требуют от нас изменения нашего понимания того, что происходит на протопланетических дисках», — говорит он.
Одна из статей с самым большим влиянием EAPS исследует планетарное образование через вихри. Некоторое время известно, что простая модель формирования часто предлагается, где пылевые зерна объединяются и «снежный ком» в планетарное ядро, недостаточно. Одним из возможных способов помочь через вихри или локализованные возмущения в газе, которые тянут пыль в центр. Здесь они с большей вероятностью будут купаться, как мыльные пузырьки собирают в дренирующей ванне.
«Мы можем видеть концентрацию пыли в разных регионах, но мы не можем видеть, как она движется», — говорит Лиза Вёльфер, еще один постдок в лаборатории формирования планеты в MIT и первый автор на газете. В то время как астрономы могут видеть, что пыль собралась, информации не хватает, чтобы исключить, как она дошла до этого момента.
«Только благодаря динамике газа мы можем подтвердить, что это вихрь, а не что -то другое, создавая структуру», — говорит она.
В период сбора данных Teague, Wölfer и Barraza-Alfaro разработали простые модели протопланетарных дисков для сравнения с их наблюдениями. Однако, когда они вернули данные, модели не могли объяснить, что они видели.
Откройте для себя последние в науке, технологии и пространстве с более чем 100 000 подписчиков, которые полагаются на Phys.org для Daily Insights. Подпишитесь на нашу бесплатную рассылку и получите обновления о прорывах, инновациях и исследованиях, которые имеют значение — ежедневно или еженедельно.
«Мы видели данные и больше ничего не работали. Это было слишком сложно», — говорит Тиг. «Раньше все думали, что они не динамичны. Это совершенно не так».
Команда была вынуждена переоценить свои модели и работать с более сложными, включающими больше движения в газ, что требует больше времени и ресурсов для работы. Но ранние результаты выглядят многообещающими.
«Мы видим, что шаблоны выглядят очень похожими; мы думаем, что это лучший тестовый пример для дальнейшего изучения с большим количеством наблюдений», — говорит Вёльфер.
Новые данные, которые были обнародованы, появляются в случайное время: Алма будет темнеть в течение следующих нескольких лет, пока они подвергаются обновлениям. В течение этого времени астрономы могут продолжить монументальный процесс просеивания всех данных.
«Это будет продолжать давать результаты на долгие годы», — говорит Тиг.
Информация от: Массачусетским технологическим институтом
