eso1549ru — Научный релиз

ALMA обнаружила места образования планет

Новое доказательство существования молодых планет в дисках вокруг молодых звезд

16 декабря 2015 г.

Астрономы, ведущие наблюдения на телескопе ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), получили самые ясные на сегодняшний день свидетельства того, что в газо-пылевых дисках вокруг четырех молодых звезд совсем недавно образовались планеты с массами в несколько Юпитеров. Исследования газа вокруг этих звезд также многое рассказали о свойствах новооткрытых планет.

Планеты находят теперь почти у каждой звезды, но астрономы все еще до конца не понимают, как именно — и при каких условиях — они образуются. Чтобы ответить на этот вопрос, исследуют газо-пылевые диски, которые вращаются вокруг молодых звезд и в которых формируются планеты. Эти диски компактные и находятся на огромных расстояниях от Земли, и поэтому нужна вся мощь телескопа ALMA, чтобы их изучать.

Особый класс таких дисков, так называемые переходные диски, обладает необычным свойством: в их центральных частях, непосредственно вокруг родительской звезды, отсутствует пыль. Чтобы объяснить эту особенность, выдвинуто две идеи. Первая заключается в том, что вещество из окрестности звезды выметено или уничтожено сильным звездным ветром и интенсивным [1]. Альтернативное объяснение выглядит так: массивные молодые планеты в процессе своего образования и орбитального движения в этих областях «собрали на себя» имевшееся там вещество [2].

Непревзойденная чувствительность и четкость изображений (угловое разрешение) телескопа ALMA позволили группе астрономов во главе с Нинке ван дер Марел (Nienke van der Marel) из Лейденской обсерватории в Нидерландах составить карту распределения газа и пыли в переходных дисках гораздо лучше, чем это делалось раньше [3]. Это позволило исследователям сделать выбор между двумя вышеупомянутыми механизмами.

Новые изображения показывают, что внутри промежутков, свободных от пыли, присутствует значительное количество газа [4]. Но к удивлению ученых в этом газе тоже есть зазор, только втрое уже, чем промежуток, в котором нет пыли.

Такую структуру диска можно объяснить только в сценарии, по которому только что сформировавшиеся массивные планеты «расчистили» газ на пути своего орбитального движения, захватывая при этом силой своего притяжения пылевые частицы на большем расстоянии [5].

Предыдущие наблюдения уже наводили на мысль о присутствии газа внутри промежутков, расчищенных от пыли”, -- объясняет Нинке ван дер Марел. “Но так как ALMA позволяет получить изображение распределения вещества внутри диска в гораздо больших подробностях, чем другие инструменты, мы смогли исключить альтернативный сценарий. Существование глубоких зазоров ясно указывает на присутствие планет с массами в несколько раз больше, чем у Юпитера – именно они создали эти пустоты при своем движении сквозь диск”.

Примечательно, что в этих наблюдениях была реализована всего одна десятая часть полной разрешающей силы ALMA, так как во время их проведения половина антенн гигантской решетки на плато Чахнантор в северном Чили была все еще в процессе строительства.

Теперь нужны дальнейшие наблюдения, чтобы определить, следуют ли и другие переходные диски этому сценарию. Так или иначе, наблюдения на ALMA уже позволили астрономам глубже понять сложный механизм образования планет.

У всех до сих пор изученных переходных дисков, у которых наблюдаются большие области, свободные от пыли, имеются и области, свободные от газа. Поэтому, используя ALMA, мы сможем узнать, где и когда в этих дисках рождаются гигантские планеты, а затем сравнить эти результаты с моделями образования планет”, -- говорит Эвин ван Дишек (Ewine van Dishoeck) из Лейденского университета и Института внеземной физики им.Макса Планка в Гархинге [6]. “Прямые наблюдения планет на пределе возможностей современных инструментов, а строящееся сейчас новое поколение телескопов, таких, как Европейский Чрезвычайно Большой Телескоп (European Extremely Large Telescope), смогут пойти гораздо дальше. ALMA указывает направления, в которые предстоит направить эти новые телескопы”.

Примечания

[1] Процесс расчистки пыли и газа, выметания их из внутренних частей диска наружу, называется фотоиспарением.

[2] Такие планеты очень трудно наблюдать непосредственно (eso1310) и в предыдущих исследованиях, выполненных на миллиметровых волнах (eso1325), не удалось получить четкой картины внутренних зон образования планет, что могло бы позволить сделать выбор между предложенными объяснениями. В других работах (eso0827) не была измерена общая масса газа в этих дисках.

[3] Четыре звезды, наблюдавшиеся в этой программе: SR 21HD 135344B (другое обозначение SAO 206462), DoAr 44 и Oph IRS 48.

[4] Газ в переходных дисках – в основном водород, но прослеживается наблюдательно по молекулярным линиям окиси углерода CO.

[5] Процесс захвата пыли был описан в одном из наших релизов (eso1325).

[6] Другие примеры: переходные диски вокруг HD 142527 (eso1301 и здесь) и J1604-2130.

Узнать больше

Результаты исследования представлены в статье “Resolved gas cavities in transitional disks inferred from CO isotopologs with ALMA”, N. van der Marel и др., которая появится в журнале Astronomy & Astrophysics в декабре 2015 г.

Состав исследовательской группы: N. van der Marel (Leiden University, Leiden, the Netherlands; Institute for Astronomy, University of Hawaii, Honolulu, USA), E. F. van Dishoeck (Leiden University, Leiden, the Netherlands; Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Garching, Germany), S. Bruderer (Max-Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Garching, Germany), S. M. Andrews (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Massachusetts, USA), K. M. Pontoppidan (Space Telescope Science Institute, Baltimore, Maryland, USA), G. J. Herczeg (Peking University, Beijing, China), T. van Kempen (Leiden University, Leiden, the Netherlands) и A. Miotello (Leiden University, Leiden, the Netherlands).

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

  • Текст научной статьи в Astronomy & Astrophysics
  • Фото ALMA

Контакты

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

Nienke van der Marel
Institute for Astronomy, University of Hawaii
Honolulu, USA
Email: nmarel@ifa.hawaii.edu

Ewine van Dishoeck
Leiden Observatory
Leiden, The Netherlands
Телефон: +31 71 527 5814
Email: ewine@strw.leidenuniv.nl

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 eso1549.

О релизе

Релиз №:eso1549ru
Название:Stars
Тип:Milky Way : Star : Circumstellar Material : Disk
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2016A&A...585A..58V

Изображения

Переходный диск вокруг молодой звезды (рисунок художника)
Переходный диск вокруг молодой звезды (рисунок художника)
Схема переходного диска вокруг молодой звезды
Схема переходного диска вокруг молодой звезды
Изображение переходного диска звезды HD 135344B, полученное на  ALMA
Изображение переходного диска звезды HD 135344B, полученное на ALMA
Изображение переходного диска звезды DoAr 44, полученное на  ALMA
Изображение переходного диска звезды DoAr 44, полученное на ALMA

Видео

Переходный диск вокруг молодой звезды (анимация художника)
Переходный диск вокруг молодой звезды (анимация художника)
Переходный диск вокруг молодой звезды (анимация художника)
Переходный диск вокруг молодой звезды (анимация художника)

Также смотрите наши