Kids

eso1604ru — Научный релиз

Замороженная летающая тарелка

С телескопом ALMA в протопланетном диске найдена необычно холодная пыль

3 февраля 2016 г.

Используя телескопы ALMA и IRAM и применив новый метод наблюдений, астрономы впервые выполнили прямые измерения температуры крупных пылевых зерен во внешних частях протопланетного диска вокруг молодой звезды - объекта, прозванного «Летающей Тарелкой». Пыль оказалась гораздо холоднее, чем ожидалось: –266 по Цельсию. Возможно, теперь придется переработать существующие модели дисков.

Международная группа ученых под руководством Стефана Гильото (Stephane Guilloteau) из Астрофизической лаборатории в Бордо (Франция), измерила температуру крупных пылевых зерен в окрестности молодой звезды 2MASS J16281370-2431391 в живописной области звездообразования Ро Змееносца, которая находится примерно в 400 световых лет от Земли.

Эта звезда окружена газо-пылевым диском — такие диски называют протопланетными, так как они представляют собой раннюю стадию формирования планетной системы. В данном случае диск виден нам практически с ребра, и на оптических снимках выглядит как НЛО, почему и получил у астрономов прозвище «Летающая Тарелка» (Flying Saucer).

На телескопе ALMA исследовательская группа провела наблюдения излучения диска 2MASS J16281370-2431391 в молекулярных линиях окиси углерода. Удалось получить изображения с очень высоким пространственным разрешением. И обнаружилось нечто очень странное — в некоторых случаях сигнал был отрицательным! В общем-то, это физически невозможно, но в данном случае нашлось неожиданное объяснение.

Вот что рассказывает руководитель работы Стефан Гильото: “Этот диск мы наблюдаем не на черном фоне пустого ночного неба, а на фоне яркой туманности Ро Змееносца. Ее рассеянное свечение «размазано» по слишком большой площади, чтобы быть зарегистрированным приемниками ALMA, но протопланетный диск это излучение поглощает. В результате и получается отрицательный сигнал – он означат, что какие-то части диска холоднее фона, на котором они наблюдаются. Получается, что Земля как бы попадает в тень, отбрасываемую Летающей Тарелкой!

Астрономы объединили измерения диска, выполненные на ALMA, с наблюдениями фонового излучения, проведенными на 30-метровом телескопе IRAM в Испании [1]. В результате получилось, что температура зерен пыли в диске на расстоянии около 15 миллиардов километров от центральной звезды составляет всего –266 градусов Цельсия, то есть 7 Кельвинов, что лишь на 7 градусов выше абсолютного нуля[2]. Это первые прямые измерения температуры крупных пылевых частиц (размером около миллиметра) у таких объектов.

Измеренная температура гораздо ниже той, которую предсказывает большинство современных моделей: от –258 до –253 градусов Цельсия (15 -- 20 Кельвинов). Это расхождение показывает, что физические параметры крупных пылевых зерен должны быть совсем не такими, какие приняты в моделях.

Чтобы oценить изменения, которые это открытие вызовет в наших представлениях о структуре протопланетного диска, мы должны понять, какие именно свойства должен иметь диск при столь низких температурах. Кое-какие идеи у нас уже есть — например, температура может зависеть от размера зерен, так что большие зерна окажутся холоднее меньших. Но сейчас еще рано делать окончательные выводы”, -- добавляет соавтор работы Эммануэль ди Фолько (Emmanuel di Folco) из Астрофизической лаборатории в Бордо.

Если подтвердится, что низкая температура пыли является обычным свойством протопланетных дисков, это может во многом изменить наше понимание того, как диски формируются и эволюционируют.

Например, свойства пыли определяют результат столкновения ее частиц, а значит и их роль в образовании начальных пылевых уплотнений, из которых формируются протопланеты. Но пока еще непонятно, является ли предполагаемое изменение свойств пыли существенным в этом отношении.

Низкая температура пыли может также оказать значительное влияние на пылевые диски меньших размеров, которые, как известно, также существуют вокруг некоторых звезд. Если окажется, что эти диски состоят преимущественно из более крупных, но и более холодных зерен, чем считается сейчас, это может означать, что такие компактные диски могут быть весьма массивными и в них могут образовываться гигантские планеты, сравнительно близкие к центральной звезде.

Требуются дальнейшие наблюдения. Но уже сейчас ясно, что результаты, полученные с телескопом ALMA, могут значительно изменить наши представления о протопланетных дисках.

Примечания

[1] Наблюдения на телескопе IRAM были необходимы, так как телескоп ALMA сам по себе нечувствителен к протяженному фоновому сигналу.

[2] Это расстояние в сто раз больше расстояния от Земли до Солнца. В Солнечной системе аналогичная область соответствует астероидному поясу Койпера.

Узнать больше

Результаты исследования представлены в статье “The shadow of the Flying Saucer: A very low temperature for large dust grains”, S. Guilloteau и др., которая публикуется в журнале Astronomy & Astrophysics Letters.

Состав исследовательской группы: S.Guilloteau (University of Bordeaux/CNRS, Floirac, France), V.Piétu (IRAM, Saint Martin d’Hères, France), E.Chapillon (University of Bordeaux/CNRS; IRAM), E.Di Folco (University of Bordeaux/CNRS), A.Dutrey (University of Bordeaux/CNRS), T.Henning (Max Planck Institute für Astronomie, Heidelberg, Germany [MPIA]), D.Semenov (MPIA), T.Birnstiel (MPIA) и N.Grosso (Observatoire Astronomique de Strasbourg, Strasbourg, France).

Атакамская Большая Миллиметровая / субмиллиметровая решетка ALMA (The Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), международный астрономический инструмент – совместный проект ESO, Национального научного фонда США NSF (U.S. National Science Foundation) и Национального института естественных наук Японии NINS (National Institutes of Natural Sciences) в кооперации с Республикой Чили. Работа обсерватории ALMA финансируется ESO (представляющей объединенные интересы своих стран-участниц), Фондом NSF совместно с Национальным советом по научным исследованиям Канады NRC (National Research Council) и Национальным советом по науке Тайваня NSC (National Science Council), а также NINS в кооперации с тайваньской Academia Sinica (AS) и Корейским институтом астрономии и космических исследований KASI (Korea Astronomy and Space Science Institute).

Строительство и эксплуатация телескопа ALMA осуществляются: ESO, представляющей интересы своих стран-участниц; Национальной радиоастрономической обсерваторией США NRAO (National Radio Astronomy Observatory) под управлением компании Associated Universities, Inc. (AUI), представляющей Северную Америку; Национальной астрономической обсерваторией Японии NAOJ (National Astronomical Observatory of Japan), представляющей Восточную Азию. Общее управление строительством, тестированием и эксплуатацией ALMA осуществляется в рамках Объединенной обсерватории ALMA (The Joint ALMA Observatory -- JAO).

Институт Миллиметровой Радиоастрономии (The Institut de Radio Astronomie Millimétrique - IRAM) финансируется INSU/CNRS (Франция), MPG (Германия) и IGN (Испания).

Европейская Южная Обсерватория (ESO, the European Southern Observatory) -- ведущая межгосударственная астрономическая организация Европы, самая продуктивная в мире астрономическая обсерватория. В ее работе участвуют 16 стран: Австрия, Бельгия, Бразилия, Великобритания, Германия, Дания, Испания, Италия, Нидерланды, Польша, Португалия, Финляндия, Франция, Чешская Республика, Швейцария и Швеция, а также Чили, предоставившая свою территорию для размещения обсерваторий ESO. ESO проводит в жизнь масштабную программу проектирования, строительства и эксплуатации мощных наземных наблюдательных инструментов, позволяющих астрономам выполнять важнейшие научные исследования. ESO также играет ведущую роль в организации и поддержке международного сотрудничества в области астрономических исследований. ESO располагает тремя уникальными наблюдательными пунктами мирового класса, находящимися в Чили: Ла Силья, Паранал и Чахнантор. В обсерватории Паранал, самой передовой в мире астрономической обсерватории для наблюдений в видимой области спектра, установлен Очень Большой Телескоп ESO (The Very Large Telescope, VLT) и два широкоугольных телескопа с большим полем зрения: VISTA, который работает в инфракрасных лучах и является крупнейшим в мире телескопом для выполнения обзоров неба, и Обзорный Телескоп VLT (VLT Survey Telescope) -- крупнейший инструмент, предназначенный для обзоров неба в видимом свете. ESO является европейским партнером крупнейшего астрономического проекта современности – системы радиотелескопов миллиметрового и субмиллиметрового диапазона ALMA. На Серро Армазонес, недалеко от Паранала, ESO ведет строительство E-ELT (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope) – 39-метрового Европейского Чрезвычайно Большого Телескопа для оптического и ближнего ИК диапазонов, который станет «величайшим оком человечества, устремленным в небо».

Ссылки

Контакты

Kirill Maslennikov
Pulkovo Observatory
St.-Petersburg, Russia
Телефон: +7-812-363-7786
Сотовый: +7-911-212-2130
Email: km@gao.spb.ru

Stephane Guilloteau
Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux
Floirac, France
Email: stephane.guilloteau@u-bordeaux.fr

Emmanuel di Folco
Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux
Floirac, France
Email: emmanuel.di-folco@u-bordeaux.fr

Vincent Pietu
IRAM
Grenoble, France
Email: pietu@iram.fr

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Телефон: +49 89 3200 6655
Сотовый: +49 151 1537 3591
Email: rhook@eso.org

Connect with ESO on social media

Перевод пресс-релиза ESO eso1604.

О релизе

Релиз №:eso1604ru
Название:2MASS J16281370-2431391
Тип:Milky Way : Star : Circumstellar Material : Disk : Protoplanetary
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2016A&A...586L...1G

Изображения

Протопланетный диск «Летающая Тарелка» вокруг звезды 2MASS J16281370-2431391
Протопланетный диск «Летающая Тарелка» вокруг звезды 2MASS J16281370-2431391
Протопланетный диск «Летающая Тарелка» вокруг звезды 2MASS J16281370-2431391
Протопланетный диск «Летающая Тарелка» вокруг звезды 2MASS J16281370-2431391
Область звездообразования Ро Змееносца в созвездии Змееносца
Область звездообразования Ро Змееносца в созвездии Змееносца
Область звездообразования Ро Змееносца в созвездии Змееносца
Область звездообразования Ро Змееносца в созвездии Змееносца

Видео

«Полет» к протопланетному диску «Летающая Тарелка»
«Полет» к протопланетному диску «Летающая Тарелка»

Также смотрите наши