Используя ALMA, астрономы по-новому подробно рассмотрели самые ранние стадии формирования планет вокруг двойной звезды. Во внешних пределах протопланетного диска двойной звезды исследователи обнаружили поразительную область пыли в форме полумесяца, явно лишенную газа. Этот результат, представленный на встрече AAAS в Вашингтоне, округ Колумбия, позволяет по-новому взглянуть на планетообразующий потенциал двойной системы.
Астрономы изо всех сил пытаются понять, как формируются планеты в двойных звездных системах. Ранние модели предполагали, что гравитационное перетягивание каната между двумя звездными телами будет отправлять молодые планеты на эксцентрические орбиты, возможно, полностью выбрасывая их из их родной системы или заставляя их врезаться в свои звезды. Однако данные наблюдений показывают, что планеты действительно формируют и сохраняют удивительно стабильные орбиты вокруг двойных звезд.
Чтобы лучше понять, как такие системы формируются и развиваются, астрономы, использующие Атакамскую большую миллиметровую/субмиллиметровую решетку (ALMA), предприняли новый, детальный взгляд на диск, формирующий планету, вокруг HD 142527, двойной звезды размером около 450 световых лет от Земли в скоплении молодых звезд, известном как Ассоциация Скорпиона-Центавра.
Система HD 142527 состоит из главной звезды, масса которой чуть более чем в два раза превышает массу нашего Солнца, и меньшей звезды-компаньона, масса которой составляет всего около трети массы нашего Солнца. Их разделяет примерно один миллиард миль: чуть больше, чем расстояние от Солнца до Сатурна. Предыдущие исследования этой системы с помощью ALMA выявили удивительные подробности о структуре внутреннего и внешнего дисков системы.
«Давно известно, что эта бинарная система содержит формирующую планету корону из пыли и газа», - говорит Андреа Изелла, астроном из Университета Райса в Хьюстоне, штат Техас. «Новые изображения ALMA раскрывают ранее неизвестные детали физических процессов, которые регулируют формирование планет вокруг этой и, возможно, многих других двойных систем».
Планеты формируются из обширных дисков пыли и газа, окружающих молодые звезды. Маленькие пылинки и газовые карманы в конечном итоге объединяются под действием силы тяжести, образуя все более и более крупные скопления и, в конечном итоге, астероиды и планеты. Однако тонкости этого процесса изучены недостаточно. Изучая широкий спектр протопланетных дисков с помощью ALMA, астрономы надеются лучше понять условия, которые подготовили почву для формирования планет во Вселенной.
Новые изображения HD 142527 с высоким разрешением, сделанные ALMA, показывают широкое эллиптическое кольцо вокруг двойной звезды. Диск начинается невероятно далеко от центральной звезды - примерно в 50 раз больше, чем расстояние от Солнца до Земли. Большая его часть состоит из газов, в том числе двух форм монооксида углерода (13CO и C180), но наблюдается заметный недостаток газов в огромной дуге пыли, которая простирается почти на треть пути вокруг звездной системы.
Это пылевое облако в форме полумесяца может быть результатом гравитационных сил, уникальных для двойных звезд, а также может быть ключом к образованию планет, предполагает Иселла. Отсутствие свободно плавающих газов, вероятно, является результатом их замерзания и образования тонкого слоя льда на пылинках.
«Температура настолько низкая, что газ превращается в лед и прилипает к зернам», - сказал Изелла. «Считается, что этот процесс увеличивает способность пылинок слипаться, что делает его сильным катализатором образования планетезималей и, в конечном итоге, планет».
«Мы изучаем протопланетные диски не менее 20 лет, - сказал Изелла.«Есть от нескольких сотен до нескольких тысяч, которые мы можем просмотреть с помощью ALMA, чтобы найти новые и удивительные детали. В этом прелесть ALMA. Каждый раз, когда вы получаете новые данные, это как открывать подарок. внутри."
HD 142527 станет предметом предстоящей статьи под руководством докторанта Райс Яна Бёлера, который работает в группе Изеллы.
Национальная радиоастрономическая обсерватория является учреждением Национального научного фонда, которым управляет Associated Universities, Inc. по соглашению о сотрудничестве
Изелла выступит в рамках сессии «Формирование планет, наблюдаемое радиоглазами» в AAAS в 8:00 13 февраля. Среди других докладчиков - Дэвид Дж. Уилнер из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики в Кембридже, штат Массачусетс.., и Кевин Флаэрти из Уэслианского университета в Мидлтауне, штат Коннектикут.
Большая миллиметровая/субмиллиметровая решетка Атакама (ALMA), международная астрономическая установка, является партнерством Европейской организации астрономических исследований в Южном полушарии (ESO), Университета США. S. Национальный научный фонд (NSF) и Национальные институты естественных наук (NINS) Японии в сотрудничестве с Республикой Чили. ALMA финансируется ESO от имени государств-членов, NSF в сотрудничестве с Национальным исследовательским советом Канады (NRC) и Национальным научным советом Тайваня (NSC), а также NINS в сотрудничестве с Academia Sinica (AS) на Тайване. и Корейский институт астрономии и космических наук (KASI).
Строительство и эксплуатацию ALMA осуществляет ESO от имени своих государств-членов; Национальной радиоастрономической обсерваторией (NRAO), управляемой Associated Universities, Inc. (AUI) от имени Северной Америки; и Национальной астрономической обсерваторией Японии (NAOJ) от имени Восточной Азии. Объединенная обсерватория ALMA (JAO) обеспечивает единое руководство и управление строительством, вводом в эксплуатацию и эксплуатацией ALMA.