Нові спостереження за вируючою хмарою пилу навколо зірки-дитини показали, як виглядають ранні стадії зародження гігантських планет.
За допомогою Дуже великого телескопа і Великої міліметрової/субміліметрової решітки Атакама астрономи виявили згустки в густому матеріалі навколо зірки V960 Mon, які можуть гравітаційно зруйнуватися і сформувати насіння планет, подібних до Юпітера.
Це відкриття може допомогти нам краще зрозуміти формування цих величезних світів – процес, оповитий пилом і таємницями.
“Це відкриття справді захоплююче, оскільки воно знаменує собою перше виявлення згустків навколо молодої зірки, які потенційно можуть дати початок гігантським планетам”, – каже астроном Аліса Цурло з Університету Дієго Порталеса в Чилі.
Згідно з моделями, газові планети-гіганти мають два можливих шляхи формування. Ви починаєте з маленької зірки, оточеної закрученим матеріалом, що залишився після формування зірки. Саме з цих залишків і народжуються планети.
Комбіновані спостереження SPHERE і ALMA матеріалу навколо V960 Mon. (ESO/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Weber et al.)
Перший шлях – це акреція ядра, так само, як формуються кам’янисті планети, такі як Земля і Марс. Це модель “знизу-вгору”, де грудочки матеріалу злипаються і накопичуються, перетворюючись на планету. Інший шлях – зверху вниз, саме так формуються зірки: щільніша грудочка в щільній хмарі руйнується під дією гравітації, утворюючи планету-дитину. Це модель гравітаційної нестабільності.
Обидва сценарії правдоподібні, тому астрономи шукали в матеріалі навколо молодих зірок ознаки, які дають підказки про ранні стадії. А нещодавні технологічні та аналітичні досягнення зробили виявлення незначних варіацій у далекому пиловому матеріалі набагато більш можливим, ніж це було раніше.
V960 Mon – молода зоря, яка знаходиться на відстані приблизно 7120 світлових років від нас у сузір’ї Моноцерос, Єдинорога. Вона настільки молода, що була помічена під час яскравого спалаху – подію, яку вчені інтерпретують як акрецію, коли матеріал з хмари падає на зорю, що все ще зростає.
Окремі спостереження SPHERE (ліворуч) і ALMA (праворуч) V960 Mon. (ESO/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Weber et al.)
Спостереження за зіркою, зроблені за допомогою оптичного і ближнього інфрачервоного інструменту SPHERE на VLT через два роки після спалаху 2014 року, коли зоря спалахнула в 20 разів яскравіше, ніж раніше, виявили дивні структури, схожі на спіральні рукави галактик, у матеріалі навколо V960 Mon. Це змусило команду вчених на чолі з астрономом Філіпом Вебером з Університету Сантьяго, Чилі, поспішити подивитися, що вони зможуть знайти в радіоданих ALMA.
Дані ALMA показали, що диск матеріалу навколо V960 Mon переживає процес, який називається фрагментацією, що є важливою частиною моделі гравітаційної нестабільності. Диск фрагментується на згустки, які розпадаються на насіння планети. І дійсно, команда знайшла згустки в спіральних рукавах навколо V960 Mon, кожен з яких приблизно в кілька разів перевищує масу Землі.
“Ніхто ніколи не бачив реального спостереження гравітаційної нестабільності в планетарних масштабах – до цього часу”, – каже Вебер.
Майбутні дослідження на нинішніх і майбутніх телескопах будуть спрямовані на вивчення інших подібних спалахів молодих зірок в надії виявити подальші докази фрагментації дисків і гравітаційної нестабільності при формуванні планет.
“Вже більше десяти років ми полюємо за цими згустками за допомогою ALMA, оскільки теорії планетоутворення передбачають їх наявність для створення великих планет”, – говорить астроном Себастьян Перес з Університету Сантьяго, Чилі.
“Наше відкриття може встановити прямий зв’язок між формуванням зірок і планет”.