Астрономы получили качественные снимки 26 обломочных дисков

Астрономы с помощью обсерватории «Джемини» получили фотографии 26 обломочных дисков вокруг молодых звезд в высоком разрешении. Во всех них, кроме одного, были обнаружены следы образования планет, сообщается в The Astronomical Journal. Чтобы понять, как формируются планеты, астрономам необходимо знать историю их происхождения. Для этого они исследуют протопланетные и обломочные диски, которые образуются вокруг молодых звезд. Согласно наиболее популярной теории, планеты формируются в результате постепенного слипания частиц пыли, которые соединяются в более крупные объекты, а затем превращаются в планетезимали. Если такой объект притянет к себе много газа, то он превратится в газовый гигант наподобие Юпитера или Нептуна, а если нет — в каменистое тело, такое как Марс или Земля. Однако у этой теории есть недостатки, например возможность рассеяния диска до образования полноценных планет. Чтобы построить более полную модель, астрономам необходимо больше качественных данных. Томас Эспосито (Thomas M. Esposito) вместе с коллегами представили результаты четырехгодичных наблюдений, выполненных с помощью инструмента Gemini Planet Imager (GPI) на восьмиметровом телескопе «Джемини юг» в Чили. В рамках обзора астрономы изучили 104 звезды, которые выглядели аномально яркими в инфракрасном диапазоне. Это могло указывать на то, что вокруг них есть большое количество частиц пыли или обломков, которые либо отражают излучение светила, либо нагреваются им. Инструмент GPI регистрировал поляризованное излучение в ближнем-инфракрасном диапазоне, которое было рассеянно мелкими частицами, размером примерно в 1 микрон, вероятно, образовавшимися при столкновении крупных камней в диске.

Изорбажения обломочных дисков, полученные в ходе Gemini Planet Imager Exoplanet Survey

Ученым удалось увидеть обломочные диски у 26 звезд, причем семь из них были неизвестны ранее, а изображения остальных 19 дисков были не такими четкими, как те, что получил GPI. Кроме того, инструмент обнаружил три очень молодых протопланетных или переходных диска, в которых частицы пыли еще не начали слипаться в более крупные камни.

Наблюдения показали, что почти все диски представляют собой кольца, разделенные пустотами. Эти пустоты, считают исследователи, могли образоваться при движении планет, которые расчищали находящиеся у них на пути камни и пыль. Размер и форма обломочных дисков были очень разными, но большинство из них имело протяженность от 20 до 100 астрономических единиц (одна астрономическая единица равна среднему расстоянию между Землей и Солнцем). Они окружали звезды с возрастом от десятков до сотен миллионов лет — считается, что это период очень активного образования планет.

У звезды HD 156623, которая была одна из самых молодых в выборке, не было отверстия в центре, что хорошо согласуется с предсказаниями теорий. Считается, что на ранних этапах газопылевой диск однороден, и фрагментируется он только после начала формирования планет. Кроме того, часть светил с дисками оказались членами OB-ассоциации Скорпиона — Центавра, молодой области звездообразования, которая расположена на расстоянии всего 400 световых лет от Земли. По мнению авторов работы, она может быть хорошей мини-лабораторией, где астрономы смогут сопоставлять и исследовать архитектуру разных обломочных дисков.

В прошлом ученые представили результаты другого, но похожего обзора, выполненного с помощью телескопа VLT. Исследователи выяснили, что излучение более половины протопланетных дисков несимметрично, а также что некоторые области газопылевых дисков выглядят ярче на снимках.