Обнаружены формирующиеся планеты в диске вокруг молодой звезды

Три группы астрономов использовали SPHERE — передовой инструмент для обнаружения экзопланет, установленный на Очень Большом Телескопе (VLT) Европейской южной обсерватории (ESO) в Паранал, чтобы пролить свет на загадочную эволюцию зарождающихся планетных систем.

Известно, что планеты образуются из массивных дисков газа и пыли, окружающих молодые звезды, называемых протопланетными дисками. Эти диски могут достигать сотен миллионов километров в поперечнике. Со временем частицы в них сталкиваются, сливаются и в конечном итоге формируют объекты планетарного масштаба.

SPHERE — это недавнее пополнение в арсенале инструментов VLT. Его передовые технологии позволяют напрямую получать детализированные изображения протопланетных дисков. Взаимодействие между протопланетными дисками и формирующимися планетами может придавать дискам различные формы, такие как обширные кольца, спиральные рукава или просветы с тенями.

Согласно пресс-релизу ESO, эти структуры представляют особый интерес, поскольку до сих пор не установлена однозначная связь между ними и планетами, которые их формируют — загадка, которую астрономы активно стремятся разгадать. Уникальные возможности SPHERE позволяют исследовательским группам напрямую наблюдать эти поразительные особенности протопланетных дисков.

Например, молодая звезда RXJ1615, расположенная в созвездии Скорпиона на расстоянии 600 световых лет от Земли, была изучена командой под руководством Йоса де Бура из Лейденской обсерватории (Нидерланды). Они обнаружили сложную систему концентрических колец, окружающих эту звезду, что напоминает гигантскую версию колец Сатурна. Ранее было получено очень мало изображений подобных замысловато вылепленных колец в протопланетных дисках. Что еще более захватывающе, возраст всей системы оценивается всего в 1,8 миллиона лет. Диск демонстрирует признаки того, что его форма обусловлена активно формирующимися планетами.

Возраст обнаруженного протопланетного диска делает RXJ1615 исключительной системой, поскольку большинство известных на сегодняшний день протопланетных дисков являются относительно старыми или уже развитыми.

Неожиданные открытия де Бура были быстро дополнены результатами команды под руководством Кристиана Гински, также из Лейденской обсерватории. Они исследовали молодую звезду HD97048 в созвездии Хамелеона, расположенную примерно в 500 световых годах от Земли. Детальный анализ показал, что молодой диск вокруг этой звезды также сформирован в виде концентрических колец. Симметрия этих двух систем стала удивительным открытием, поскольку большинство протопланетных систем содержат множество асимметричных спиральных рукавов, пустот и вихрей.

Команда астрономов во главе с Томасом Столкером из Астрономического института Антона Паннекука (Нидерланды) зафиксировала особенно впечатляющий пример более распространённого асимметричного диска. Этот диск окружает звезду HD135344B, находящуюся примерно в 450 световых годах от нас. Хотя эта звезда была хорошо изучена ранее, SPHERE позволил рассмотреть протопланетный диск с беспрецедентным уровнем детализации. Предполагается, что большая центральная полость и две выдающиеся спиральные структуры были сформированы одним или несколькими массивными протопланетами, которым предстоит стать мирами, похожими на Юпитер.

Кроме того, были замечены четыре тёмные полосы, предположительно тени, отбрасываемые движением материала внутри диска HD135344B. Примечательно, что одна из этих полос заметно изменилась за несколько месяцев между периодами наблюдений — это редкий пример эволюции планетной системы в реальном времени, указывающий на изменения, происходящие во внутренних областях диска, которые не могут быть непосредственно обнаружены SPHERE.