За последние два десятилетия был обнаружен ряд внесолнечных планет, и теперь исследователи согласны с тем, что планеты могут иметь самые разные характеристики. Однако до сих пор неясно, как возникает это разнообразие. В частности, до сих пор ведутся споры о том, как образуются ледяные планеты-гиганты, такие как Уран и Нептун.Чтобы поближе познакомиться с местом формирования планеты, исследовательская группа под руководством Такаши Цукагоши из Университета Ибараки, Япония, наблюдала за молодой звездой TW Hydrae.
Эта звезда, возраст которой оценивается в 10 миллионов лет, является одной из самых близких к Земле молодых звезд. Благодаря близости и тому факту, что его ось вращения ориентировочно ориентирована в направлении Земли, что дает нам возможность видеть развивающуюся планетную систему лицом к лицу, TW Гидра является одной из наиболее подходящих целей для исследования формирования планет.
Предыдущие наблюдения показали, что TW Hydrae окружена диском, состоящим из крошечных частиц пыли. Этот диск — место формирования планеты. Недавние наблюдения ALMA выявили множественные пробелы в диске.
Некоторые теоретические исследования предполагают, что пробелы свидетельствуют о формировании планет.Команда наблюдала диск вокруг TW Hydrae с помощью ALMA на двух радиочастотах. Поскольку соотношение интенсивностей радиоизлучения на разных частотах зависит от размера пылинок, исследователи могут оценить размер пылинок. Это соотношение указывает на то, что более мелкие, микрометровые, частицы пыли преобладают, а более крупные частицы пыли отсутствуют в наиболее заметном промежутке с радиусом 22 астрономических единицы.
Почему более мелкие частицы пыли селективно располагаются в зазоре диска? Теоретические исследования предсказали, что зазор в диске создается массивной планетой, и что гравитационное взаимодействие и трение между частицами газа и пыли выталкивают большую пыль из зазора, в то время как более мелкие частицы остаются в зазоре.
Текущие результаты наблюдений соответствуют этим теоретическим предсказаниям.Исследователи рассчитали массу невидимой планеты на основе ширины и глубины зазора в 22 а.е. и обнаружили, что планета, вероятно, немного массивнее Нептуна. «В сочетании с размером орбиты и яркостью TW Гидры планета была бы ледяной планетой-гигантом, подобной Нептуну», — сказал Цукагоши.После этого результата команда планирует дальнейшие наблюдения, чтобы лучше понять формирование планет. Один из их планов — наблюдать поляризацию радиоволн.
Недавние теоретические исследования показали, что размер пылинок можно более точно оценить с помощью поляризационных наблюдений. Другой план — измерить количество газа в диске.
Поскольку газ является основным компонентом диска, исследователи надеются получить более точную оценку массы формирующейся планеты.