ALMA находит доказательства существования протопланеты с массой Нептуна возле LkCa 15
Звезда LkCa 15, также известная как IRAS 04363+2215, EPIC 247520207 или TIC 118681038, представляет собой звезду класса K5 с массой в 1,2 массы Солнца.
Непосредственное обнаружение молодых планет очень сложно, и до сих пор это было успешным только в одном или двух случаях. Такие планеты всегда слишком тусклые, чтобы можно было их увидеть, потому что они покрыты толстыми слоями газа и пыли.
Вместо этого ученые должны искать подсказки, чтобы сделать вывод, что под пылью развивается планета.
В последние несколько лет мы видели, как на дисках появляется много структур, которые, как полагают ученые, вызваны присутствием планеты, но это может быть вызвано и чем-то еще. Нужны новые методы, чтобы увидеть и подтвердить существование планеты.
В новом исследовании астрономы повторно изучили протопланетный диск вокруг звезды LkCa 15, которая находится в области звездообразования Тельца на расстоянии 159 парсек (519 световых лет).
Астрономы ранее сообщали о доказательствах образования планет на диске, используя наблюдения с помощью комплекса радиотелескопов ALMA, который расположен в чилийской пустыне Атакама.
Команда доктора Фэн Лонг из Гарвардского и Смитсоновского астрофизического центра погрузилась в новые данные ALMA с высоким разрешением о LkCa 15, полученные в основном в 2019 году, и обнаружила две особенности, которые ранее не замечались.
Примерно в 42 а.е. (астрономических единицах) от звезды ученые обнаружили пылевое кольцо с двумя отдельными и яркими сгустками вещества, вращающимися внутри него.
Материал принял форму небольшого комка и большей дуги и был разделен на 120 градусов.
Они изучили сценарий с компьютерными моделями, чтобы выяснить, что вызывает накопление материала, и узнали, что его размер и расположение соответствуют модели присутствия планеты.
«Эта дуга и комок разделены примерно на 120 градусов. Эта степень разделения происходит не просто так — это важно с математической точки зрения», — сказала Фэн Лонг.
Ученые указывают на положения в пространстве, известное как точки Лагранжа, где два движущихся тела создают вокруг себя повышенные области притяжения, где может накапливаться вещество.
«Мы видим, что этот материал не просто свободно плавает, он стабилен и имеет предпочтение, где он хочет быть расположен, исходя из физики и задействованных объектов», — сказала она.
В данном случае обнаруженные учеными дуга и сгусток материала располагаются в точках Лагранжа L4 и L5. Между ними на 60 градусов находится планета, вызывающая скопление пыли в точках L4 и L5.
Результаты показывают, что эта планета размером примерно с Нептун или Сатурн и ее возраст от одного до трех миллионов лет.
«Прямое изображение маленькой новорожденной планеты в ближайшее время может оказаться невозможным из-за технологических ограничений, но мы считаем, что дальнейшие наблюдения LkCa 15 с помощью ALMA могут предоставить дополнительные доказательства, подтверждающие ее открытие», — говорят ученые.
«Мы надеемся, что наш новый подход к обнаружению планет — с накоплением материала преимущественно в точках Лагранжа — будет использоваться астрономами в будущем».
Статья об открытии была опубликована в Astrophysical Journal Letters.