Астрономы представили удивительную галерею пыльных колец, окружающих молодые звезды, открывая перед нами тонкую архитектуру развивающихся планетных систем.
С помощью наблюдений, проведенных при помощи Очень Большого Телескопа Европейской Южной Обсерватории (ESO), исследователи смогли задокументировать 51 зарождающуюся экзопланетную систему после изучения 161 близкой звезды. Это дало нам беспрецедентный взгляд на диски остатков вокруг звёзд за пределами нашей солнечной системы. Диски остатков формируются в результате столкновений между астероидами и кометами, что порождает большие количества пыли, и напоминают нашу собственную солнечную систему, где астероиды сосредоточены в внутреннем поясе, а кометы находятся в далеких пределах пояса Койпера.
«Этот набор данных — астрономическое сокровище», — отметил Гаэль Шовен, соавтор исследования и ученый проекта SPHERE. «Он предоставляет исключительные сведения о свойствах дисков остатков и позволяет делать выводы о меньших телах, таких как астероиды и кометы в этих системах, которые невозможно наблюдать напрямую.»
Исследование дисков остатков важно, так как они представляют собой моментальный снимок того, как выглядят молодые солнечные системы после начала формирования планет. Молодые звезды образуются в результате коллапса облаков газа и пыли, что приводит к образованию широких прокопланетных дисков, где материя постепенно скапливается в более крупные тела. По мере взросления этих систем столкновения оставшихся астероидов и комет производят тонкую пыль, формируя те диски остатков, которые мы наблюдаем сегодня. Изучая, как эта пыль отражает свет звёзд, астрономы могут собирать мнения о том, как растут планеты и как системы, подобные нашей, формируются с течением времени.
Тем не менее, диски остатков со временем тускнеют, так как столкновения становятся менее частыми, и пыль постепенно убирается — либо выбрасывается звездным излучением, либо собирается планетами или оставшимися планетезималями, либо падает на центральную звезду. Наша солнечная система является примером конечного состояния этого процесса, с оставшимися лишь астероидным поясом, поясом Койпера и тусклой зодиакальной пылью.
Использование передовых инструментов, таких как SPHERE, позволяет астрономам исследовать пыль в более молодых системах — примерно на первых 50 миллионах лет существования, которые еще можно обнаружить. SPHERE блокирует свет звезды с помощью коронографа, небольшого диска, который физически маскирует звезду, чтобы выявить слабые окружающие объекты. Система адаптивной оптики телескопа исправляет атмосферные искажения в реальном времени, а дополнительные поляризационные фильтры увеличивают чувствительность к свету, отраженному пылью, что делает диски остатков легче обнаруживаемыми.
Новый обзор демонстрирует удивительное разнообразие: от узких колец до широких размытых поясов, асимметричных дисков и дисков, наблюдаемых как с боковой, так и с лицевой стороны. Удивительные виды HD 197481 и HD 39060 запечатлели четкие потоки материала, устремляющиеся с обеих сторон от центральной звезды (представляющей вид сбоку), в то время как потрясающие снимки систем, таких как HD 109573 и 181327, запечатлели почти идеальное круглое кольцо остатков (представляющее вид спереди).
Во многих системах пыль собирается в четко определенные кольца, намекая на незамеченные планеты, формирующие остатки, подобно тому, как Нептун формирует пояс Койпера в нашей солнечной системе. С другой стороны, распределение пыли в более молодых системах, таких как HD 145560 и HD 156623, более хаотично, где менее четкие структуры предполагают, что материал еще не был полностью сформирован планетами или очищен от столкновений.
Сравнение различных структур в дисках выявило четкие тенденции: более массивные звезды, как правило, имеют более массивные диски, а диски с материалом, сосредоточенным дальше от звезды, также содержат больше массы.
«Все эти структуры поясов, похоже, связаны с наличием планет, в частности гигантских планет, очищающих свои окрестности от меньших тел», — отметили исследователи. «На некоторых снимках SPHERE такие детали, как резкие внутренние края или асимметрии диска, дают захватывающие подсказки о еще не наблюдаемых планетах».
Хотя некоторые гигантские экзопланеты уже были обнаружены в этих системах, обзор SPHERE предлагает ориентир для новых объектов, которые будут изучены более подробно с помощью таких инструментов, как Космический телескоп имени Джеймса Уэбба и Очень большой телескоп ESO, которые могут выявить экзопланеты, ответственные за формирование этих впечатляющих дисков.
Их находки были опубликованы 3 декабря в журнале «Астрономия и астрофизика».
Поделитесь в вашей соцсети👇
Ваш комментарий