Астрономи відкрили нове явище в протопланетних дисках

Виявлено нове явище, назване ефектом "коливальної тіні", яке описує орієнтацію дисків в планетарних системах при їх формуванні та рух дисків навколо зорі-господаря. Ефект також підказує, як вони можуть еволюціонувати з часом.

Нову роботу на Національній астрономічній зустрічі-2022 у Ворицькому університеті представила др. Ребека Нілон, розповідають в Королівському астрономічному товаристві, передають OstanniPodii.com.

Зорі народжуються, коли велика газопилова хмара колапсує, тобто самостискається. Залишки речовини, які не потрапляють у зорю, залишаються обертатися навколо неї, подібно до того, як вода кружляє навколо стоку, перш ніж витекти. Ця маса газу й пилу, що кружляє, називається протопланетним диском, і саме в ньому народжуються подібні до Землі планети.

Часто вважається, що протопланетні диски формою нагадують обідні тарілки — тонкі, круглі й плоскі. Проте останні знімки, зроблені телескопом Атакамський міліметровий/субміліметровий масив (ALMA), показують, що це не завжди так. На деяких спостережуваних ALMA дисках є тіні, коли частина диска, розташована найближче до зорі, блокує частину зоряного світла та відкидає тінь на зовнішню частину диска. З цієї картини тіней можна зробити висновок, що внутрішня частина диска орієнтована інакше, ніж зовнішня — це те, що називається ламаним диском.

У цьому дослідженні команда використовувала високопродуктивні комп'ютери для тривимірної симуляції ламаного диска. Потім вони провели імітацію спостереження, змоделювавши, як виглядав би такий диск при спостереженні в телескоп та як би він змінювався з часом.

Коли внутрішній диск рухався під дією гравітаційного тяжіння центральної зірки, тінь, що відкидається ним, переміщалася по зовнішньому диску. Але замість того, щоб тінь рухалася диском, як годинникова стрілка, як очікувалося, вона розгойдувалася вперед-назад, як гойдалка. Таким чином, хоча внутрішній диск продовжував обертатися у тому самому напрямку, його тінь виглядала так, ніби вона гойдалася вперед і назад. Команда припускає, що це спричинено ефектом геометричної проєкції, який, ймовірно, відбувається у всіх ламаних дисках.

Нілон каже: “JWST обіцяє надати нам можливість поглянути на ембріональні планетарні системи в безпрецедентних деталях, і за допомогою нових моделей ми зможемо дізнатися набагато більше про народження планет”.

Фільм, створений на основі 3D-симуляції диска в планетарній системі при її формуванні. Внутрішній диск відкидає тіні на зовнішній диск, які розгойдуються взад і вперед. Credit: Rebecca Nealon / University of Warwick

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.