Странные кольца возле молодой звезды поставили в тупик планетологов

Звезды рождаются из плотных облаков, которые схлопываются сами по себе под действием собственной гравитации. По мере того, как покров из газа и пыли, окружающий зарождающуюся звезду или протозвезду, сжимается со временем, вокруг него образуется диск, который может дать начало планетам-младенцам или протопланетам.

“Планеты формируются из пыльного материала, окружающего протозвезды в диске“, - сказал ведущий автор исследования Доминик Сегура-Кокс, астроном из Института внеземной физики Макса Планка в Гархинге, Германия. “Кольца на этих дисках показывают, где скапливается пыль, что упрощает их слипание и образование молодой планеты“.

Предыдущие исследования обнаружили кольца и промежутки в дисках вокруг протозвезд возрастом около 1 миллиона лет, таких как HL Tauri, находящаяся на расстоянии 450 световых лет от Земли в созвездии Тельца. (Для сравнения, возраст Солнца и Солнечной системы составляет около 4,6 миллиарда лет).

В новом исследовании астрономы исследовали IRS 63, протозвезду, расположенную на расстоянии около 470 световых лет от нас, в созвездии Змееносца. Предыдущие исследования показали, что этой протозвезде меньше 500 000 лет. “Я выбрал для наблюдения IRS 63, потому что он даже моложе HL Tauri и является одним из самых близких и ярких протозвезд в этой возрастной группе“, - сказал Сегура-Кокс.

IRS 63 окружен вращающимся диском из газа и пыли, который является относительно большим для молодой звезды, шириной более 50 астрономических единиц (а.е.). (Одна а.е. - это среднее расстояние между Землей и Солнцем, которое составляет около 150 миллионов километров.)

“Размер диска очень похож на размер нашей Солнечной системы“, - сказал Сегура-Кокс. “Даже масса протозвезды лишь немного меньше массы нашего Солнца“.

Ученые проанализировали диск IRS 63 с помощью Большого миллиметрового / субмиллиметрового массива Атакама (ALMA) в Чили, самого мощного радиотелескопа в мире. Они обнаружили, что у него есть два темных концентрических кольца, которые, похоже, являются промежутками, разделяющими диск на два ярких концентрических кольца. “Приятно видеть такое четкое обнаружение колец в диске вокруг столь молодой протозвезды“, - сказал Сегура-Кокс.

Самая внутренняя щель находится в 19 а.е. от сердца диска и имеет ширину 3,2 а.е., а самая внешняя щель находится в 37 а.е. от центра диска и имеет ширину 4,5 а.е. Самое внутреннее яркое кольцо расположено в 27 а.е. от диска и имеет ширину 6 а.е., а самое внешнее яркое кольцо находится в 51 а.е. от ядра диска и имеет ширину 13 а.е.

“Все условия подходят для образования планеты на диске IRS 63“, - сказал Сегура-Кокс. Если эти зазоры вызваны протопланетами, прокладывающими свой путь сквозь газ и пыль диска IRS 63, когда они вращаются вокруг протозвезды, исследователи подсчитали, что самый внутренний зазор был создан зарождающейся планетой почти в половину массы Юпитера, тогда как самый внешний зазор был результат новорожденной планеты, которая составляет почти треть массы Юпитера.

“Кольца в диске IRS 63 такие молодые“, - сказал Сегура-Кокс. “Раньше мы думали, что звезды первыми вступили во взрослую жизнь и были матерями планет, появившихся позже, но теперь мы видим, что протозвезды и планеты растут и развиваются вместе с ранних времен, как братья и сестры“.

Однако предыдущие исследования показали, что в дисках протозвездов могут образовываться промежутки, не вызванные протопланетами, отметили ученые. Например, аэродинамическое сопротивление, которое газ диска может оказывать на пыль, а пыль может оказывать на газ, может привести к появлению зазоров, сказали они.

“Я думаю, что многие люди скажут, что наличие колец не доказывает, что планеты уже сформированы“, - сказал Сегура-Кокс. “Я не утверждаю, что это самое раннее обнаружение планет. Нам нужно искать дальше“.