Традиционное представление о формировании планет — спокойные, плоские диски из космической пыли — получило значительный космический поворот.
Новое исследование, опубликованное в Astrophysical Journal Letters, призвано изменить устоявшийся взгляд. Международная команда учёных, используя возможности Атакамской большой миллиметровой/субмиллиметровой решётки (ALMA), обнаружила убедительные доказательства того, что многие протопланетные диски, места рождения планет, на самом деле слегка искривлены.
Эти небольшие изгибы и скручивания в плоскости диска, часто всего на несколько градусов, поразительно напоминают едва заметные наклоны, наблюдаемые среди планет в нашей Солнечной системе. Это открытие предполагает, что начальные условия для планетных систем могут быть гораздо менее упорядоченными, чем считалось ранее, что имеет серьёзные последствия для роста планет и их окончательных орбит.
Доктор Эндрю Уинтер, ведущий автор исследования из Лондонского университета королевы Марии, сказал: «Наши результаты показывают, что протопланетные диски слегка искривлены. Это может существенно изменить наше понимание этих объектов и иметь множество последствий для формирования планет. Особенно интересно, что пара градусов искривления аналогична различиям в наклоне между планетами нашей Солнечной системы».
Доктор Мириам Бенисти, директор отдела формирования планет и звёзд в Институте астрономии Макса Планка, отметила: «exoALMA выявила крупномасштабные структуры в дисках формирования планет, которые были совершенно неожиданными. Подобные искривлению структуры ставят под сомнение идею упорядоченного формирования планет и представляют собой увлекательную задачу на будущее».
Чтобы обнаружить эти тонкие изгибы, команда тщательно проанализировала доплеровские сдвиги — крошечные изменения в радиоволнах, излучаемых молекулами моноксида углерода (CO), вращающимися внутри дисков. Эти сдвиги действуют как космический спидометр, показывая точное движение газа. В рамках крупной программы ALMA под названием exoALMA исследователи использовали эту флагманскую обсерваторию для составления карты скорости газа по каждому диску с беспрецедентной детализацией. Тщательно моделируя эти сложные закономерности, они смогли обнаружить, когда различные области диска были слегка наклонены, таким образом выявив искривления.
«Эти небольшие несоответствия могут быть обычным результатом формирования звёзд и планет», — добавил доктор Уинтер, отметив интригующую параллель с нашей Солнечной системой. Исследование не только предлагает свежий взгляд на механику формирования планет, но и ставит новые вопросы о том, почему эти диски искривлены — тайна, которую команда стремится разгадать.
Это может быть гравитационное притяжение невидимых звёзд-компаньонов или, возможно, хаотичный танец газа и пыли, который скручивает эти звёздные колыбели? Результаты показывают, что эти тонкие изгибы дисков, часто наклоненные всего на полградуса до двух градусов, могут естественным образом объяснить многие из заметных крупномасштабных закономерностей, наблюдаемых в движении газа по дискам. Они даже предполагают, что эти изгибы могут быть ответственны за создание интригующих спиральных узоров и небольших температурных колебаний внутри этих космических питомников.
Если эти изгибы являются ключевым фактором движения газа внутри диска, это глубоко меняет наше понимание таких критических процессов, как турбулентность и обмен материалами, которые в конечном итоге определяют формирование планет и их окончательные орбиты.
Интересно, что природа этих изгибов, по-видимому, связана с количеством материала, который молодая звезда активно притягивает к своему центру. Это намекает на динамическую связь между самыми внутренними областями диска, где питается звезда, и его внешними областями, формирующими планеты.
Это открытие предлагает захватывающий взгляд на сложные и зачастую удивительные реалии формирования планет, коренным образом меняя наше космическое представление и открывая новые пути для понимания разнообразных миров за пределами нашего Солнца.
Предоставлено:
Queen Mary, University of London