Массивный газовый диск поднимает вопрос о пересмотре теории формирования планет

Астрономы, используя Атакамський большой миллиметровый/субмиллиметровый массив (ALMA), нашли молодую звезду, окруженную удивительной массой газа. Звезде под названием "49 Ceti" 40 миллионов лет, и обычные теории образования планет предсказывают, что к этому возрасту газ должен был исчезнуть. Загадочно большое количество газа требует пересмотра нашего современного понимания формирования планет.

Об этом говорится в пресс-релизе Национальной астрономической обсерватории Японии (NAOJ).

Планеты образуются вокруг молодых звезд в пылевых газообразных дисках, называемых протопланетными дисками. Частицы пыли агрегируются вместе, образуя землеподобные планеты, или превращаются в ядра более массивных планет, собирая большое количество газа с диска для образования юпитеро-подобных газовых планет-гигантов. Согласно современным теориям, со временем газ в диске либо включается в планеты, либо выдувается радиационным давлением от звезды в центре. В конце концов, звезду будут окружать планеты и диск из пылевого мусора. Этот диск из пыли, который называется мусорным диском, означает, что процесс формирования планеты почти закончен.

Последние достижения в радиотелескопии преподнесли сюрприз в этой области. Астрономы обнаружили, что несколько мусорных дисков все еще содержат некоторое количество газа. Если газ будет оставаться в мусорных дисках долго, то семена планет могут иметь достаточно времени и материала, чтобы превратиться в планеты-гиганты, такие как Юпитер. Поэтому газ в мусорном диске влияет на состав образуемой планетарной системы.

"Мы обнаружили атомный углеродный газ в мусорном диске вблизи 49 Ceti, используя более 100 часов наблюдений на телескопе ASTE", - говорит Ая Хигучи, астроном из NAOJ. ASTE - радиотелескоп диаметром 10 метров в Чили, которым управляет NAOJ. "Продолжая, мы использовали ALMA, чтобы получить более детальный вид, и это приподнесло нам второй сюрприз. Углекислого газа окооо 49 Ceti оказалось в 10 раз больше, чем по нашим предварительным оценкам", - добавил астроном.

Благодаря высокому разрешению ALMA, команда впервые увидела пространственное распространение атомов углерода в мусорном диске. Атомы углерода более широко распространены, чем оксид углерода - вторая наиболее распространенная молекула вокруг молодых звезд, тогда как наиболее распространенной является молекула водорода. Количество атомов углерода настолько велика там, что команда даже обнаружила слабые радиоволны от редкой формы углерода, 13С. Это первое обнаружение излучения 13С на 492 ГГц в каком-либо астрономическом объекте, которое, как правило, скрыто за излучением нормального 12С.

"Количество 13С составляет лишь 1% от 12С, поэтому выявление 13С в мусорном диске было совершенно неожиданным, - говорит Хигучи. - Это однозначные доказательства того, что 49 Ceti имеет удивительно большое количество газа."

Каково происхождение газа? Исследователи предложили две возможности. Первая: это остаточный газ, переживший процесс рассеяния в последней фазе формирования планеты. Однако, количество газа у 49 Ceti сравнимо с количеством газа вокруг более молодых звезд в активной фазе формирования планет. Не существует теоретических моделей, которые объяснили бы, каким образом столько газа могло продержаться так долго. Другая возможность заключается в том, что газ выделился при столкновении мелких тел, таких как кометы. Но количество столкновений, необходимых для того, чтобы объяснить большое количество газа у 49 Ceti, слишком велика, чтобы уладить это в современных теориях. Нынешние результаты ALMA побуждают к пересмотру моделей формирования планет.

Читайте еще интересные новости о космосе.