Астрономы, используя Большой миллиметровый/субмиллиметровый массив Атакама (ALMA), получили изображение с высочайшим разрешением на сегодняшний день. Оно позволило по-новому взглянуть на необычную и загадочную архитектуру диска из обломков, окружающего Фомальгаут — одну из самых ярких и хорошо изученных звёзд в нашем космическом соседстве.
Диски из обломков — это обширные пояса пыли и скалистых тел, похожие на пояс астероидов в нашей Солнечной системе, но гораздо крупнее. Асимметричность (или эксцентриситет) диска Фомальгаута завораживает астрономов почти два десятилетия.
Международная исследовательская группа под руководством астрономов из Центра астрофизики | Гарвард и Смитсоновский институт и Университета Джона Хопкинса опубликовала две статьи с анализом этих новых наблюдений в «The Astrophysical Journal» и «The Astrophysical Journal Letters». Теперь учёные выяснили, что диск Фомальгаута не просто эксцентричен — его эксцентриситет меняется в зависимости от расстояния от звезды.
В отличие от предыдущих моделей, предполагавших равномерный или «фиксированный» эксцентриситет, новые данные показывают, что форма диска становится менее вытянутой (или менее эксцентричной) по мере удаления сегмента от Фомальгаута. Эта морфология известна как отрицательный градиент эксцентриситета.
«Наши наблюдения впервые показывают, что эксцентриситет диска непостоянен», — сказал ведущий автор одной из статей Джошуа Беннетт Ловелл, сотрудник субмиллиметрового массива в Гарвардско-Смитсоновском центре астрофизики. «Он неуклонно снижается с расстоянием, что никогда ранее убедительно не демонстрировалось ни для одного диска из обломков».
Используя изображения ALMA с высоким разрешением на длине волны 1,3 мм, команда подобрала новую модельную установку к данным, учитывающую радиус, ширину и асимметрию диска, с моделью эксцентричного кольца, которая может изменять свой эксцентриситет в зависимости от расстояния от звезды.
Лучший вариант модели указал на резкое снижение эксцентриситета с расстоянием, как предсказывают динамические теории о том, как планеты могут формировать диски из обломков. Однако пока таких планет нигде во Вселенной не обнаружено.
Этот отрицательный градиент даёт ключ к разгадке существования скрытых планет, которые в настоящее время не видны астрономам, вращающихся вокруг Фомальгаута. Новая модель предполагает, что массивная планета, вращающаяся внутри диска Фомальгаута, могла сформировать профиль его эксцентриситета на раннем этапе истории внесолнечной системы.
Исследователи надеются, что эта новая модель будет дополнительно проверена с помощью дополнительных наблюдений ALMA, которые были недавно одобрены. «И, надеюсь, мы найдём новые улики, которые помогут нам обнаружить эту планету», — добавляет Ловелл.
Команда поделилась кодом модели эксцентриситета, разработанным для этого недавно опубликованного исследования, чтобы другие астрономы могли применить его к аналогичным системам.