Планеты находятся почти у каждой звезды, но астрономы до сих пор не до конца понимают, как и при каких условиях они образуются. Чтобы ответить на эти вопросы, они изучают вращающиеся диски из газа и пыли, присутствующие вокруг молодых звезд, из которых построены планеты. Но эти диски маленькие и далеки от Земли, и сила ALMA (http://www.eso.org/alma) была необходима для того, чтобы они раскрыли свои секреты.Особый класс дисков, называемый переходными дисками, отличается удивительным отсутствием пыли в их центрах, в области вокруг звезды.
Для объяснения этих загадочных пробелов были выдвинуты две основные идеи. Во-первых, сильные звездные ветры и интенсивная радиация могли сдувать или разрушать окружающий материал [1]. В качестве альтернативы, массивные молодые планеты в процессе формирования могли очистить материал, когда они вращаются вокруг звезды [2].Беспрецедентная чувствительность и резкость изображения ALMA теперь позволили группе астрономов во главе с Нинке ван дер Марель из Лейденской обсерватории (https://www.strw.leidenuniv.nl/) в Нидерландах составить карту распределения газа и пыль в четырех из этих переходных дисков лучше, чем когда-либо прежде [3].
Это, в свою очередь, позволило им впервые выбрать один из двух вариантов в качестве причины пробелов.Новые изображения показывают, что внутри пылевых промежутков находится значительное количество газа [4].
Но, к удивлению команды, в газе также был зазор, в три раза меньший, чем у пыли.Это могло быть объяснено только сценарием, в котором недавно сформированные массивные планеты очистили газ, когда они двигались по своим орбитам, но захватили частицы пыли дальше [5].«Предыдущие наблюдения уже указали на присутствие газа внутри пылевых промежутков», — объясняет Нинке ван дер Марель. «Но поскольку ALMA может отображать материал всего диска гораздо более подробно, чем другие объекты, мы могли бы исключить альтернативный сценарий.
Глубокий разрыв ясно указывает на присутствие планет с массой в несколько раз больше Юпитера, создавая эти пещеры как они проносятся по диску ".Примечательно, что эти наблюдения проводились с использованием только одной десятой текущей разрешающей способности ALMA, поскольку они были выполнены, когда половина массива все еще строилась на плато Чаджнантор на севере Чили.Теперь необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить, указывают ли еще больше переходных дисков на этот сценарий расчистки планеты, хотя наблюдения ALMA, тем временем, предоставили астрономам новое ценное понимание сложного процесса формирования планет.
«Все изученные до сих пор переходные диски, которые имеют большие пылевые полости, также имеют газовые полости. Таким образом, с помощью ALMA мы теперь можем узнать, где и когда в этих дисках рождаются планеты-гиганты, и сравнить эти результаты с моделями формирования планет», говорит Эвин ван Дишек, также из Лейденского университета и Института внеземной физики Макса Планка в Гархинге [6]. «Прямое обнаружение планет находится в пределах досягаемости современных инструментов, и строящиеся в настоящее время телескопы следующего поколения, такие как European Extremely Large Telescope, смогут пойти гораздо дальше. ALMA указывает, где им нужно будет искать».Примечания[1] Этот процесс, который очищает пыль и газ изнутри, известен как фотоиспарение (https://en.wikipedia.org/wiki/Photoevapuration).
[2] Такие планеты трудно наблюдать напрямую (eso1310 — https://www.eso.org/public/news/eso1310/) и предыдущие исследования в миллиметровом диапазоне длин волн (eso1325 — https://www.eso.org / public / news / eso1325 /) не смогли получить четкого представления о своих внутренних планетообразующих зонах, где можно было бы проверить эти различные объяснения. Другие исследования (eso0827 — https://www.eso.org/public/news/eso0827/) не смогли измерить основную часть газа в этих дисках.[3] Четырьмя целями этих исследований были SR 21 (http://www.circumstellardisks.org/show.php?id=149), HD 135344B (http://www.circumstellardisks.org/show.php?id = 53) (также известный как SAO 206462), DoAr 44 (http://www.circumstellardisks.org/show.php?id=34) и Oph IRS 48 (https://www.eso.org/public/news / eso1325 /).
[4] Газ, присутствующий в переходных дисках, состоит в основном из водорода, и его отслеживают путем наблюдений за оксидом углерода (https://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_monoxide) — или молекулой CO.[5] Процесс улавливания пыли описан в более ранней версии (eso1325 — https://www.eso.org/public/news/eso1325/).
[6] Другие примеры включают HD 142527 (eso1301 — http://www.eso.org/public/news/eso1301/ и здесь — http://almaobservatory.org/en/press-room/press-releases / 666-alma-обнаруживает-место-формирования-гигантской-планетной-системы) и переходные диски J1604-2130.