Ученые открыли двойную звездную систему с полярным протопланетным диском

Астрономы, использующие массив телескопов ALMA (Atacama Large Millimeter Array), обнаружили первый пример двойной звездной системы, которая перевернула свой протопланетный диск в положение, в котором он пересекает орбитальную плоскость двух звезд. Об открытии сообщается в журнале Nature Astronomy.

«Диски, богатые газом и пылью, видны вокруг почти всех молодых звезд, и мы знаем, что по крайней мере треть из них, вращающихся вокруг одиночных звезд, образуют планеты», — сказал руководитель группы исследователей доктор Грант М. Кеннеди, астроном из Университета Уорика.

«Некоторые из этих планет в конечном итоге будут смещены относительно вращения звезды, поэтому мы задались вопросом, возможно ли подобное для планет в двойных системах. Так называемое полярное смещение должно быть возможным, но до сих пор у нас не было доказательств смещения дисков, в которых могут образовываться эти планеты».

Астрономы использовали ALMA для определения ориентации протопланетного кольца газа и пыли в двойной звездной системе HD 98800BaBb. Эта звездная система является частью HD 98800, молодой четырех-звездной системы, расположенной на расстоянии около 146,4 световых лет от Земли, и возрастом около 10 миллионов лет.

HD 98800 состоит из двух пар звезд — называемых «A» и «B», или, в равной степени, «AaAb» и «BaBb» — с большими полуосями около 1 а.е. (астрономическая единица), которые сами вращаются вокруг друг друга с большой осью в 54 а.е.

Исследователи смогли установить, что кольцо HD 98800BaBb соответствовало идеально полярной орбите. Это означает, что в то время как HD 98800Ba и Bb вращаются вокруг друг друга в одной плоскости, диск окружает эти звезды под прямым углом к ​​их орбитам.

«Пожалуй, самое интересное в этом открытии заключается в том, что на диске присутствуют те же сигнатуры, которые мы приписываем росту пыли в дисках вокруг одиночных звезд», — сказал доктор Кеннеди. «Мы понимаем, что формирование планет может, по крайней мере, начаться в этих полярных дисках».

«Если остальная часть процесса формирования планеты может произойти, то возможно, существует целая популяция смещенных планет в двойных системах, которые нам еще предстоит обнаружить».

Если бы на внутреннем краю пылевого кольца HD 98800BaBb присутствовала планета или планетоид, само кольцо появлялось бы с поверхности в виде широкой полосы, поднимающейся почти перпендикулярно от горизонта. Такая конфигурация означает, что звезды, казалось бы, движутся внутрь и наружу от плоскости диска, давая объектам две тени.

«Раньше мы думали, что другие солнечные системы будут формироваться так же, как наша, с планетами, вращающимися в одном направлении вокруг одной звезды», — сказал член команды астрономов Дэниэл Прайс, исследователь из Университета Монаш, Австралия. «Но с новыми изображениями мы видим диск из газа и пыли, вращающийся вокруг двух звезд. Было также удивительно обнаружить, что этот диск вращается под прямым углом к ​​орбите двух звезд».

«Невероятно то, что еще две звезды были замечены вокруг этого диска. Так что, если бы здесь появились планеты, в их небе было бы четыре солнца!»

Grant M. Kennedy et al. A circumbinary protoplanetary disk in a polar configuration. Nature Astronomy, published online January 14, 2019; doi: 10.1038/s41550-018-0667-x