Астрономы впервые нашли сразу две недавно сформировавшихся планеты, вращающихся вокруг молодой звезды HD 163296 в созвездии Стрельца, наблюдения за которыми позволили им впервые увидеть то, как планеты набирают массу.
Об этом говорится в статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters, передает РИА Новости.
«Пыль и газ ведут себя странным образом у молодых звезд. Мы знаем, к примеру, что существуют определенные химические реакции и физические процессы, которые могут порождать кольцеобразные структуры в пыли, подобные тем, которые мы видели раньше. Мы верили, что они были порождены формирующимися планетами, но при этом не могли исключить других вариантов. Наши новые наблюдения дали первые свидетельства того, что планеты действительно формируются в таких «щелях», — заявил Андреа Изелла (Andrea Isella) из Райсовского университета в Хьюстоне (США).
Сегодня у ученых почти нет сомнений в том, что планеты начинают свое рождение внутри плоского газопылевого диска, заполненного мелкими частицами пыли и плотными клубами газа, а их формирование заканчивается в ходе серий столкновений планетизималей – «зародышей» планет размером с Весту или Цереру, а также крупных комет и астероидов.
«Посередине» между ними зияет теоретическая пустота – пока планетологи не пришли к единому мнению насчет того, что происходит после слепления единичных зерен пыли в относительно небольшие комки размером в сантиметр. Существует несколько разных теорий, проверка которых была невозможна до последнего времени.
Ответ на эту загадку планетологи пытаются найти двумя путями – наблюдая за новорожденными планетными системами при помощи микроволновых телескопов, и изучая зерна пыли, сохранившиеся в недрах комет с времен рождения Солнечной системы. Только в конце этого года астрономам удалось впервые увидеть крупные «зародыши» планет у трех звезд в созвездиях Скорпиона, Хамелеона и Волка, и проследить за их развитием при помощи телескопа ALMA.
Этот же инструмент, самый чувствительный и мощный микроволновый радиотелескоп мира, помог Изелле и его коллегам увидеть финальный продукт этого процесса – две почти полностью сформировавшиеся планеты, полностью «пропылесосившие» ближайшие к ним окрестности протопланетного диска и поглотившие всю окружающую их материю.
Данные планеты, напоминающие по массе и физическим свойствам Сатурн, были открыты у молодой звезды HD 163296, удаленной от нас на примерно 400 световых лет. Это светило сформировалось совсем недавно, примерно пять миллионов лет назад, и вокруг него еще существует протопланетный диск, внутри которого, как показали наблюдения за движением частиц, есть три крупных дыры на расстоянии в 60, 100 и 160 астрономических единиц от светила (1 а.е. – средняя дистанция между Солнцем и Землей).
Отсутствие пыли не всегда говорит о том, как объясняют ученые, что внутри этой щели формируются планеты – частицы материи могут быть «изгнаны» из таких частей протопланетных дисков в результате испарения льдов в них под действием лучей новорожденной звезды, появления планет в других частях звездной системы и ряда других процессов.
Изелла и его коллеги придумали остроумный способ проверки, есть ли там планета или нет. Они обратили внимание на то, что рождение планеты приведет не только к исчезновению частицы пыли, но и к перестройкам в газовой части диска, в том числе к исчезновению самых тяжелых молекул газов, которые поглотит планета или «катапультирует» в открытый космос.
Наблюдения за распределением угарного газа в диске вокруг HD 163296 показали, что из ближайшей «щели» газ никуда не исчез, а в двух других «дырах» он почти отсутствует. Это говорит о том, что в первом разрыве планета отсутствует, а в двух других они есть. Судя по тому влиянию, которое они оказывают на окружающий протопланетный диск, обе этих новорожденных планеты являются газовыми гигантами, сопоставимыми по размерам с Сатурном.
Дальнейшие наблюдения за HD 163296 и ее «семьей», как надеются ученые, помогут нам понять, как планеты-гиганты влияют на формирование остальных планет и как быстро происходит этот процесс, игравший фундаментальную роль в рождении Солнечной системы.
