Астрономи зробили перше чітке виявлення супутнико-утворювального диска навколо екзопланети

Використовуючи Атакамський великий міліметровий/субміліметровий масив (ALMA), астрономи вперше однозначно виявили наявність диска навколо планети поза нашою Сонячною системою. Спостереження дадуть нове уявлення на те, як у молодих зоряних системах утворюються супутники та планети.

Про це розповідають в Європейській південній обсерваторії (ESO).

"Наша робота являє собою чітке виявлення диска, на якому можуть утворюватися супутники", - говорить Міріам Беністі, дослідниця з Гренобльського університету (Франція) та Університету Чилі, яка очолила нове дослідження, опубліковане 22 липня у The Astrophysical Journal Letters. "Наші спостереження за допомогою ALMA були отримані з такою чудовою роздільною здатністю, що ми могли чітко визначити, що диск пов'язаний з планетою, і ми вперше змогли обмежити його розмір", - додала вона.

Цей диск, який називається навколопланетним, оточує екзопланету PDS 70c, одну з двох гігантських, схожих на Юпітер планет, що обертаються навколо зірки, розташованої майже за 400 світлових років від нас. Астрономи вже знаходили натяки на "супутнико-утворювальний" диск навколо цієї екзопланети, але, оскільки вони не могли чітко відрізнити диск від навколишнього середовища, вони не могли підтвердити його виявлення – дотепер.

Крім того, за допомогою ALMA Беністі та її команда виявили, що диск має приблизно такий же діаметр, як відстань від нашого Сонця до Землі та достатню масу, щоб сформувати до трьох супутників розміром із Місяць.

Але результати є не лише ключовими для з’ясування того, як виникають супутники. "Ці нові спостереження також надзвичайно важливі для доведення теорій утворення планет, які досі не можна було перевірити", - говорить Джехан Бе, дослідник з Лабораторії Землі та планет Інституту наук Карнегі (США), автор дослідження.

Планети утворюються у пилових дисках навколо молодих зірок, висікаючи порожнини при поглинанні матеріалу з цього навколозоряного диска для свого зростання. У цьому процесі планета може набути власний навколопланетний диск, який сприяє зростанню планети, регулюючи кількість матеріалу, що падає на неї. Водночас, газ та пил навколопланетного диска можуть об'єднуватися у все більші тіла у результаті багаторазових зіткнень, що в кінцевому підсумку призведе до народження супутників.

Але астрономи ще не до кінця розуміють деталі цих процесів. "Коротко кажучи, досі незрозуміло, коли, де і як утворюються планети та супутники", - пояснює науковий співробітник ESO Стефано Факчіні, який також брав участь у дослідженні.

“Дотепер було знайдено понад 4000 екзопланет, але всі вони були виявлені в зрілих системах. PDS 70b і PDS 70c, які утворюють систему, що нагадує пару Юпітер-Сатурн, – єдині з виявлених на сьогодні двох екзопланет, які досі перебувають у процесі формування", - пояснює Міріам Кепплер, дослідник Інституту астрономії Макса Планка в Німеччині та один зі співавторів дослідження.

"Тому ця система пропонує нам унікальну можливість спостерігати та вивчати процеси утворення планет та супутників", - додає Факчіні.

PDS 70b та PDS 70c, дві планети, що складають систему, вперше були виявлені за допомогою Дуже великого телескопа (VLT) ESO у 2018 та 2019 роках, і їх унікальна природа означає, що відтоді вони неодноразово спостерігалися за допомогою інших телескопів та приладів.

Останні спостереження ALMA з високою роздільною здатністю дозволили астрономам отримати додаткові відомості про систему. На додаток до підтвердження виявлення навколопланетного диска навколо PDS 70c та вивчення його розміру та маси, вчені виявили, що PDS 70b не демонструє чітких доказів наявності такого диска, що вказує на те, що вона була позбавлена пилового матеріалу середою народження PDS 70c.

Ще більш поглиблене розуміння планетарної системи буде досягнуто за допомогою Надзвичайно великого телескопа (ELT) ESO, який зараз будується на Серро Армазонес в чилійській пустелі Атакама. "ELT матиме ключове значення для цього дослідження, оскільки завдяки набагато вищій роздільній здатності ми зможемо скласти детальну карту систему", - каже співавтор Річард Тіг, дослідник Гарвард-Смітсонівського Центру астрофізики, США. Зокрема, використовуючи Середньо-інфрачервоний візуалізатор та спектрограф ELT (METIS), команда зможе переглянути рухи газу навколо PDS 70c, щоб отримати повну тривимірну картину системи.

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