Астрономи розповіли про систему з унікальним протопланетним диском

Опрацьована за допомогою комплексу радіотелескопівALMA, розташованого в чилійській пустелі Атакама, четверная зоряна система по-справжньому здивувала астрономів. Виявилося, що вона володіє однією особливістю, яка ніколи раніше не зустрічалася на практиці і до цього моменту існувала лише в умах теоретиків. Проте, результати проведеного спостереження, опубліковані в журналі Nature Astronomy, в черговий раз доводять, що космос сповнений загадок, які тільки і чекають свого відкриття.

Четверні зоряні системи, що містять по двіпари подвійних зірок насправді не є чимось незвичайним. Так, вони досить рідкісні, але все таки зустрічаються. Також і наявність в системі протопланетного диска (кільця з газу і пилу з яких утворюються майбутні планети) не є одкровенням. Вивчена система HD 98800 знаходиться приблизно в 146 світлових роках від Землі в сузір'ї Чаші і володіє всіма цими особливостями. Що ж так здивувало вчених? Неймовірно унікальний протопланетний диск, який в ній знаходиться.

Система HD 98800 складається з чотирьох світил,розбитих на пари - внутрішню і зовнішню. Зірки внутрішньої пари, що отримала назву BaBb, знаходяться в тісній близькості один до одного на відстані приблизно 1 астрономічної одиниці (1 а.о. = дистанція від Землі до Сонця). Світила зовнішньої пари, AaAb, розташовані набагато далі один від одного - в 54 астрономічних одиницях, що істотно далі, ніж дистанція між Плутоном і Сонцем (близько 40 а.о.). Зовнішня пара світил ніякого цікава не представляє. Найцікавіше в системі - внутрішня пара зірок і навколишній їх протопланетний диск.

Як правило протопланетний диск розташовується втій же площині, що і орбітальна площину інших об'єктів системи. Як виявилося, це правило не працює з системою HD 98800. Остання володіє диском, який орієнтований точно перпендикулярно до площини обертання складових її зірок. Іншими словами, замість умовної горизонтальної площини захід-схід, диск розташований в площині з півночі-на південь. До цього відкриття системи подібні HD 98800 існували тільки в теорії.

«Багаті газом і пилом протопланетні дискиспостерігаються навколо майже всіх молодих зірок. Нам відомо, що як мінімум всередині 1/3 дисків, розташованих у одиночних зірок, містяться планети. Деякі з цих планет під дією певних сил можуть зміщуватися щодо осі обертання або екватора зірки. Ми завжди задавалися питанням про те, чи можлива така химерна динаміка в системах з подвійними зірками. Комп'ютерне моделювання показує, що в таких системах розвиток може піти двома шляхами: або планети будуть обертатися в одній площині з зірками, або перпендикулярно до них. Але раніше у нас не було цього доказів », - коментує провідний автор дослідження з Університету Уоріка (Великобританія) Грант Кеннеді.

Астрономи знали про існування системи HD 98800вже кілька років. В рамках попередніх досліджень проводилися спроби спостережень за рухом внутрішньої пари світил. Однак завдяки використанню потужного масиву «Атакамскій великою антеною решітки міліметрового діапазону» команді Кеннеді вдалося пробитися крізь щільні шари пилу і газу диска тільки зараз. Використання ALMA дозволило отримати саме чітке уявлення про те, як виглядає система HD 98800, а також розкрити дивовижну орієнтацію знаходиться в ній протопланетного диска.

Передбачуваний вид з поверхні гіпотетичної екзопланети, що знаходиться всередині протопланетного диска в системі HD 98800 BaBb

На думку авторів дослідження, якщоприпустити, що всередині протопланетного диска знаходиться формується екзопланета, то небо з її поверхні виглядало б просто неймовірно. Перебуваючи на такій планеті, кільце з пилу і газу протопланетного диска виглядало б як яскрава смуга, що піднімається з-за обрію, що проходить прямо над вашою головою, а потім ховається з протилежного боку. При цьому, дві зірки системи періодично ховалися б за диском, а потім знову виходили з-за нього, іноді відкидаючи на поверхню дві широкі тіні.

«Це дивовижний результат спостережень», - коментує астроном Каліфорнійського технологічного інституту Костянтин Батигін, який не брав участь в даному дослідженні.

«Подібна конфігурація - це те, що можнаочікувати від комбінаторних ефектів гравітації і внутрішнього розсіювання всередині протопланетних дисків. Відкриття першої подібної системи змушує припустити, що попереднє моделювання насправді виявилося дуже точним. Тепер можна не сумніватися, що в майбутньому ми зможемо знайти такі ж системи ».

Астроном Прінстонського університету ДаніельТамайо, також не брав участі в дослідженні, розділяє радість наукової групи Кеннеді, описуючи опубліковану в Nature Astronomy роботу, як «неймовірну статтю про однозначне і прекрасному відкритті».

«Забавно, що така математично химернамодель динаміки полярного планетарного диска навколо подвійної системи являє собою досить стабільну конфігурацію. Спочатку було незрозуміло, чи може вона взагалі з'явитися в природі. У більш ранніх дослідженнях говорилося про відкриття зліг похилих протопланетних дисків, однак подібний варіант зустрівся дійсно вперше ».

Наступним випробуванням для астрономів стане пошук аналогічні системи, але знаходяться на різних етапах своєї еволюції.

Обговорити відкриття можна в нашому Telegram-чаті.