Астрономы заглянули в сердце формирующейся планетной системы

Космические просторы, скрывающие тайны рождения планет, постепенно раскрывают свои секреты благодаря неустанной работе астрономов. На вершине спящего вулкана Маунакеа, где ведут наблюдения телескопы обсерватории WM Keck, ученые ведут охоту за самыми ранними свидетельствами формирования планет. Они заглядывают в колыбели далеких звездных систем, где из первоначального хаоса пыли и газа рождаются новые миры. Именно здесь, в рамках проекта с почти детективным названием SPAM, разворачивается новая работа, цель которой — понять не только как возникают планеты вокруг других звезд, но и как когда-то зародилась наша Солнечная система.

Исследование, проведенное командой под руководством аспирантки Калифорнийского университета в Ирвайне Кристины Видес, представляет собой значительный прорыв в этой области. Ученые сосредоточили свое внимание на молодой звезде HD 34282, расположенной на расстоянии около 400 световых лет от Земли и окруженной так называемым переходным диском — массивным кольцом из пыли и газа.

Считается, что именно такие структуры являются прямым следствием и одновременно питательной средой для формирующихся протоланет. Используя камеру ближнего инфракрасного диапазона NIRC2 и передовую адаптивную оптику телескопа Кека, астрономам удалось добиться беспрецедентного разрешения. Они получили самое детальное на сегодняшний день изображение внутренних областей диска, выявив неоднородности и загадочные паттерны яркости, которые интерпретируются как возможные признаки активных процессов рождения планет.

Хотя ни одной протопланеты в системе HD 34282 подтвердить не удалось, ценность собранных данных трудно переоценить. Наблюдения позволили с невиданной точностью определить регионы, где с наибольшей вероятностью может скрываться молодая, еще не сформировавшаяся планета. Кроме того, были уточнены ключевые параметры системы, такие как масса центральной звезды и скорость аккреции вещества на нее.

Эта информация является фундаментальной для построения компьютерных моделей, которые описывают, как частицы пыли и газ в диске объединяются, постепенно сливаясь в более крупные объекты и, в конечном счете, в полноценные планеты. Сложность непосредственного обнаружения протопланет подчеркивается тем фактом, что за всю историю астрономии лишь двум из них — PDS 70 b и PDS 70 c — были получены прямые изображения, и сделано это было с помощью того же инструмента NIRC2 в обсерватории Кека.

Работа команды является логическим продолжением этого наследия, расширяя границы наблюдательных возможностей. Как отметила сама исследовательница, комбинация адаптивной оптики и техники апертурной маскировки позволяет различить детали, находящиеся всего в нескольких астрономических единицах от звезды, — зону, которая для традиционных методов наблюдения остается абсолютно слепым пятном. Это открывает новое окно в процессы, происходящие в самых динамичных и критически важных внутренних областях протопланетных дисков.

Перспективы проекта SPAM выглядят обнадеживающими. Команда астрономов планирует продолжить изучение других молодых звезд с протопланетными дисками, используя мощь обсерватории Кека. Особые надежды возлагаются на разрабатываемый в настоящее время прибор следующего поколения SCALES, который станет высококонтрастным сканером, способным вести поиск протопланет с беспрецедентной детализацией. Каждое такое исследование — это еще один фрагмент мозаики, сложив которую человечество сможет, наконец, получить целостную картину того, как из вращающегося облака пыли и газа возникают сложные планетные системы, некоторые из которых, возможно, несут в себе зародыши жизни.