Первое прямое наблюдение последних стадий формирования планет

перевод статьи http://news.yahoo.com/never-seen-stage-planet-birth-revealed-180754694.html

Астрономам, изучающим новорожденную звезду, впервые удалось получить изображение процесса формирования планет вокруг нее.

Считается, что  газовые планеты-гиганты формируют пустоты в диске материи, окружающем звезду, и за счет гравитации сквозь эти пустоты материя устремляется во внутреннюю область системы, помогая звезде расти. Теоретическое моделирование предсказывало существование подобных каналов между внешним и внутренними частями диска, окружающего формирующуюся звезду, но еще не удавалось наблюдать подобное явление так сказать, воочию.

Интернациональная команда астрономов использовала частично завершенный проект Атакамский Большой Милиметровый/Субмилиметровый Комплекс (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array - ALMA). (Это сеть радиотелескопов на севере Чили, предназначенная для изучения процессов рождения звезд и формирования планетарных систем. Комплекс состоит из 66 12 и 7-метровых радиотелескопов, общая стоимость проекта - 1 млрд. долларов, выход на номинальную мощность - март 2013 - прим. перев.). Астрономы изучали юную звезду, находящуюся на расстоянии 450 световых лет от Земли. Им удалось идентифицировать две нити потока газа от внешнего к внутреннему диску через широкие каналы-пустоты, "прорезанные" в газопылевом диске молодыми планетами.

Художественное изображение газопылевых дисков вокруг молодой звезды

Изображение HD 142527, полученное с помощью комплекса радиотелескопов ALMA. Видны пустоты, созданные в газопылевом  диске планетами, и нитевидные потоки газа из внешних областей системы к ее центру.

В настоящее время считается, что  процесс формирования планет является единственным механизмом образования плотных молекулярных потоков (с остатками монооксида углерода) к внутренней части системы сквозь пустоты в газопылевом диске - как сообщил в своем письме для ресурса  SPACE.com  ведущий ученый Симон Казассус, Чилийский Университет (Simon Casassus, University of Chile ). [Видео: Юные планеты формируют каналы-мосты вокруг звезды]

Мост через пустоту

Вдалеке от Земли, юная звезда HD 142527  находится в конечной стадии своего формирования. Всего лишь двух миллионов лет от роду, она в два раза массивнее нашего Солнца, и продолжает понемногу расти. Ее окружает оставшийся от этого процесса вращающийся газопылевой диск, из которого образуются планеты.

Юные планеты, или планетозимали, путешествуют сквозь диск, абсорбируя материю вокруг себя, формируя тем самым пустоты. Подобные каналы наблюдались ранее  в большом числе новорожденных систем. У системы HD 142527 подобная пустота начинается в точке, находящейся от звезды на расстоянии,  эквивалентном позиции Сатурна в нашей системе, и простирается далее на расстояние в 14 раз большее. Эта пустота настолько велика, что для ее образования потребовалось бы несколько планет, которые смогли бы очистить от обломков такие объемы пространства.

Наболюдая с помощью ALMA за этой системой, Казассус и его команда обнаружили, что  объем пространства, очищенный планетами, на самом деле,  не совсем пуст. Два нитевидных образования тянутся от внешнего к внутреннему диску, что указывает на то, что как минимум , там существуют две молодые планеты.

Гравитация планет притягивает материю из внешних слоев к внутренним. В то время как часть газа попадает на орбиту планеты, и путешествует вместе с ней, другая часть вещества устремляется  к внутренней области системы, где и поглощается звездой.

Такого рода каналы переноса вещества играют существенную роль для формирования юной звезды. Внутренний диск вокруг самой звезды слишком мал, что бы поддерживать ее рост. Казассус и команда сделали вывод, что подобный внутренний диск был бы поглощен звездой в течение года без существования вышеописанных каналов. Планеты доставляют топливо из внешнего диска к внутреннему для "подпитки" роста звезды. Но такой процесс не будет продолжаться вечно.

"В конце концов, гигантские газовые прото-планеты  истощат материал в радиусе своего влияния" - говорит Казассус. "Как много материала будет поглощено, сколько такой процесс будет длиться, как это повлияет на положение планет и их миграцию - все эти вопросы открыты в плане понимания образования планет. Наше наблюдение - шаг вперед на этом пути"

Непустые пустоты?

В дополнение  к обнаружению мостов переноса вещества между двумя дисками материи, результаты, полученные с помощью  ALMA показывают, что очищенные планетами пространства не совсем пусты. Они содержат следы газа монооксида углерода. "Остатки газа были предсказаны динамическими вычислениями, но никогда ранее они не наблюдались напрямую, как в нашем случае" - сказал Казассус.

Данные были получены с помощью ALMA в первый год наблюдений. Комплекс будет завершен уже в этом году, что позволяет Казассусу планировать дальнейшее наблюдение за системой с большей детализацией.

Хотя плотность нитевидных газовых потоков может помешать прямому наблюдению за молодыми планетами, но при большем разрешении завершенного ALMA будет возможно наблюдение уплотнений вдоль потоков, которые и будут соответствовать положению планет.

В тоже самое время, более точное исследование остатков газа в пустотах позволит астрономам определить массу планет с большей точностью.

Исследование было опубликовано 2 января в журнале  Nature.

В заключение, мистер Казассус выразил восхищение украинскими астрономами, которые заявили, что еще за две тысячи лет до нашей эры протоукры наблюдали подобное явление, и теоретически обосновали все стадии процесса.