Астрономы с помощью ALMA наблюдают за формированием планет
Комплекс радиотелескопов ALMA расположен в чилийской пустыне Атакама. Он наблюдает электромагнитное излучение с миллиметровой и субмиллиметровой длиной волны. Недавно он успешно провел наблюдение за формированием планет, обнаружив высокую концентрацию пылевых частиц — материала, формирующего планеты, — за пределами орбит только что сформировавшихся планет.
Международная исследовательская группа под руководством Киёаки Дои из астрономической обсерватории Японии (NAOJ) провела наблюдения протопланетного диска вокруг молодой звезды PDS 70 с высоким разрешением на длине волны 3 мм с помощью телескопа ALMA.
Объект содержит две известные планеты, и новые наблюдения ALMA выявили локализованное скопление пылевых частиц за пределами планетарных орбит. Это открытие предполагает, что уже сформированные планеты накапливают материал и способствуют потенциальному формированию следующей планеты. Работа способствует раскрытию процесса формирования планетных систем, состоящих из нескольких планет, таких как Солнечная система.
На сегодняшний день идентифицировано более 5000 планет за пределами Солнечной системы. В некоторых случаях они составляют планетные системы, состоящие из нескольких планет. Считается, что эти планеты происходят из пылевых частиц в протопланетных дисках, которые окружают молодые звезды. Однако то, как эти пылевые частицы накапливаются локально, что приводит к образованию планетных систем, остается неизвестным.
PDS 70 — единственный известный небесный объект с уже сформированными планетами, подтвержденными оптическими и инфракрасными наблюдениями, в пределах протопланетного диска. Раскрытие распределения пылевых частиц в этом объекте даст представление о том, как уже сформированные планеты взаимодействуют с окружающим протопланетным диском и потенциально влияют на последующее формирование планет.
Предыдущие наблюдения с ALMA выявили кольцевые выбросы от пылевых частиц за пределами планетарных орбит. Однако источник выбросов может быть непрозрачным, с пылевыми частицами на ближней стороне, заслоняющими те, что позади них, и наблюдаемое распределение выбросов может неточно отражать распределение пылевых частиц.
Исследователи под руководством Киёаки Дои провели наблюдения протопланетного диска вокруг PDS 70 с высоким разрешением на длине волны 3 мм с помощью ALMA. Наблюдения на длине волны 3 мм оптически тоньше (прозрачнее), что обеспечивает более надежное распределение пылевых частиц.
Новые наблюдения на 3 мм показали распределение, отличное от предыдущих наблюдений на 0,87 мм, и выявили, что выброс пыли сосредоточен в определенном направлении внутри пылевого кольца за пределами планет. Это говорит о том, что пылевые частицы, строительные блоки планет, накапливаются в узкой области и образуют локализованный сгусток.
Скопление пыли за пределами планет предполагает, что уже сформированные планеты взаимодействуют с окружающим диском, концентрируя частицы пыли в узкой области на внешнем крае своих орбит. Считается, что эти слипшиеся частицы пыли вырастают в новую планету.
Формирование планетных систем, таких как Солнечная система, можно объяснить последовательным формированием планет изнутри наружу путем повторения этого процесса. Новая работа наблюдательно зафиксировала, как уже сформированные планеты взаимодействуют со своим окружением и запускают формирование следующей планеты, способствуя нашему пониманию формирования планетных систем.
Статья под названием «Асимметричное накопление пыли на диске PDS 70, выявленное наблюдениями ALMA Band 3», принята к публикации в Astrophysical Journal Letters. Она доступна на сервере препринтов arXiv.