Масивний газовий диск піднімає питання щодо перегляду теорії формування планет

Астрономи, використовуючи Атакамський великий міліметровий/субміліметровий масив (ALMA), знайшли молоду зірку, оточену дивовижною масою газу. Зірці під назвою "49 Ceti" 40 мільйонів років, і звичайні теорії утворення планет передбачають, що до цього віку газ повинен був зникнути. Загадково велика кількість газу вимагає перегляду нашого сучасного розуміння формування планет.

Про це говориться в прес-релізі Національної астрономічної обсерваторії Японії (NAOJ).

Планети утворюються навколо молодих зірок у пилових газоподібних дисках, що називаються протопланетними дисками. Частинки пилу агрегуються разом, утворюючи землеподібні планети, або перетворюються на ядра більш масивних планет, збираючи велику кількість газу з диска для утворення юпітеро-подібних газових планет-гігантів. Згідно із сучасними теоріями, з часом газ в диску або вбудовується в планети, або видувається радіаційним тиском від зірки в центрі. Зрештою, зірку будуть оточувати планети та диск із пилового сміття. Цей диск із пилу, який називається сміттєвим диском, означає, що процес формування планети майже закінчений.

Останні досягнення у радіотелескопії піднесли сюрприз у цій області. Астрономи виявили, що кілька сміттєвих дисків все ще містять деяку кількість газу. Якщо газ залишатиметься у сміттєвих дисках довго, то насіння планет може мати достатньо часу та матеріалу, щоб перетворитися на планети-гіганти, такі як Юпітер. Тому газ у сміттєвому диску впливає на склад планетарної системи, що утворюється.

"Ми виявили атомний вуглецевий газ у сміттєвому диску поблизу 49 Ceti, використовуючи понад 100 годин спостережень на телескопі ASTE", - каже Ая Ґігучі, астроном з NAOJ. ASTE - радіотелескоп діаметром 10 метрів в Чилі, яким керує NAOJ. "Продовжуючи, ми використовували ALMA, щоб отримати більш детальний вигляд, і це піднесло нам другий сюрприз. Вуглецевого газу поблизу 49 Ceti виявилося у 10 разів більше, ніж за нашими попередніми оцінками", - додав астроном.

Завдяки високій роздільній здатності ALMA, команда вперше побачила просторове розповсюдження атомів вуглецю у сміттєвому диску. Атоми вуглецю більш широко розповсюджені, ніж оксид вуглецю - друга найбільш поширена молекула навколо молодих зірок, тоді як найпоширенішою є молекула водню. Кількість атомів вуглецю є настільки великою там, що команда навіть виявила слабкі радіохвилі від рідкісної форми вуглецю, 13С. Це перше виявлення випромінювання 13С на 492 ГГц у будь-якому астрономічному об’єкті, яке, як правило, приховане за випромінюванням нормального 12С.

"Кількість 13С становить лише 1% від 12С, тому виявлення 13С у сміттєвому диску було абсолютно несподіваним, - каже Ґігучі. - Це однозначні докази того, що 49 Ceti має на дивно велику кількість газу."

Яке походження газу? Дослідники запропонували дві можливості. Перша: це залишковий газ, що пережив процес розсіювання в останній фазі формування планети. Однак, кількість газу біля 49 Ceti порівнянна з кількістю газу навколо набагато молодших зірок у активній фазі формування планет. Не існує теоретичних моделей, які б пояснили, яким чином стільки газу могло протриматися так довго. Інша можливість полягає в тому, що газ виділився при зіткненні дрібних тіл, таких як комети. Але кількість зіткнень, необхідних для того, щоб пояснити велику кількість газу поблизу 49 Ceti, занадто велика, щоб улагодити це в сучасних теоріях. Нинішні результати ALMA спонукають до перегляду моделей формування планет.

Читайте ще цікаві новини про космос.

• Екзопланети
• утворення планет