Новые наблюдения с высоким разрешением выявили интересные детали в протопланетных дисках вокруг молодых звезд, сообщается в пресс-релизе Европейской Южной обсерватории (ESO). Приемник SPHERE, смонтированный на Очень Большом Телескопе ESO, сделал возможным наблюдение сложных динамических процессов, происходящих в молодых планетных системах, причем буквально в реальном времени. Только что опубликованные результаты, полученные тремя группами астрономов, демонстрируют великолепные возможности инструмента SPHERE: мы видим, как новорожденные планеты влияют на форму порождающих их дисков, и получаем наглядное представление о сложной структуре среды, из которой создаются новые миры.
Три группы астрономов воспользовались новейшим инструментом для «охоты за планетами» SPHERE, установленным на Очень Большом Телескопе в обсерватории ESO Параналь, с целью исследования эволюции нарождающихся планетных систем. Взрывной рост числа известных экзопланет, свидетелями которого мы стали в последние годы, сделал эту тематику одним из самых бурно развивающихся направлений современной астрономии. Сегодня мы знаем, что планеты образуются из протяженных газо-пылевых дисков, окружающих новорожденные звезды – так называемых протопланетных дисков. Их протяженность может достигать миллиардов километров. Частицы вещества, из которых состоят диски, сталкиваются друг с другом, слипаются и в конце концов разрастаются в тела планетарных размеров. Однако, более тонкие детали эволюции дисков пока остаются загадкой.
Приемник SPHERE – последнее обновление комплекта навесной аппаратуры VLT. Благодаря сочетанию в нем ряда новейших технологий, он предоставляет прекрасные возможности для получения прямых изображений тонкой структуры протопланетных дисков. Взаимодействие между протопланетными дисками и формирующимися планетами может приводить к появлению в дисках самых разнообразных структур: протяженных колец, спиральных ветвей или темных пустот. Все это особенно интересно потому, что существует несомненная связь между этими структурами и образующимися планетами. Специальные возможности приемника SPHERE дали исследователям счастливую возможность непосредственно наблюдать тонкие детали структуры протопланетных дисков.
Протопланетные диски, наблюдавшиеся с приемником SPHERE. Фото: ESO
К примеру, у RXJ1615 – молодой звезды в созвездии Скорпиона, на расстоянии 600 световых лет от Земли, группа под руководством Йоса де Бура (Jos de Boer) из Лейденской обсерватории в Нидерландах обнаружила сложную систему окружающих ее концентрических колец, как бы гигантскую копию колец Сатурна. Такие кольца в протопланетном диске до сих пор наблюдались очень редко. Этот диск образовался всего около 1,8 миллиона лет назад и в нем видны признаки существования планет в процессе формирования. Возраст обнаруженного диска делает систему RXJ1615 из ряда вон выходящей – большинство протопланетных дисков, известных на сегодняшний день, сравнительно старые и проэволюционировавшие. Неожиданный результат группы де Бура почти сразу получил отклик в виде открытия, сделанного другим коллективом – группой Кристиана Глински (Christian Ginski), из той же Лейденской обсерватории, которая наблюдала молодую звезду HD97048 в созвездии Хамелеона, на расстоянии в 500 световых лет от Земли. Тщательный анализ изображений тоже выявил у этой звезды протопланетный диск с концентрическими кольцами. Симметричность обеих систем – еще одно неожиданное обстоятельство: в большинстве протопланетных систем имеются асимметричные спиральные ветви, завихрения и пустоты.
Исключительно живописный пример более часто встречающегося асимметричного диска был найден группой астрономов под руководством Томаса Столкера (Tomas Stolker) из Астрономического института имени Антона Паннекука в Нидерландах. Диск окружает звезду HD135344B, которая расположена на расстоянии 450 световых лет от нас. И хотя эта звезда уже хорошо изучена, с помощью приемника SPHERE удалось зарегистрировать в ее протопланетном диске интересные новые детали, в том числе свободную от вещества область в центре и две ярких спиральных ветви, которые, по всей вероятности, образованы одной или несколькими массивными протопланетами. Когда-нибудь они станут газовыми гигантами, похожими на наш Юпитер.
Вдобавок к этому в диске вокруг HD135344B наблюдались четыре темных полосы, которые, по всей видимости, являются теневыми картинами, отражающими движение вещества внутри диска. При этом одна из полос заметно изменила свой вид за те несколько месяцев, которые прошли между наблюдательными сетами. Это редкий пример наблюдения эволюции протопланет в реальном времени: изменений, которые происходят во внутренних областях диска и не могут быть непосредственно зарегистрированы приемником SPHERE. Наблюдаемые переменные теневые структуры не только позволяют получать прекрасные изображения, но и обеспечивают уникальный способ анализа динамики внутренних областей диска.
Как и в случае концентрических колец, найденных де Буром и Глински, наблюдения группы Столкера свидетельствуют о том, что сложная и переменная структура дисков вокруг молодых звезд обещает неожиданные открытия. Накапливая знания о протопланетных дисках, ученые шаг за шагом приближаются к пониманию того, как зарождающиеся планеты влияют на структуру дисков, в которых они формируются, а значит, и к пониманию самого процесса образования планет.
