Планеты рождаются из звездной пыли
Космический телескоп Kepler сломался и, вероятно, навсегда завершил свою работу
Однако теоретические расчеты показывают, что гравитационное слияние частиц в булыжники и зародыши планет не может идти в одну сторону и образованию планетезималей (зародышей планет) мешают два механизма.
Во-первых, в процессе объединения частицы средних размеров (от 1 мм до 1 м) должны приобретать большие скорости и разбиваться друг о друга. Во-вторых, даже избежав разрушения, тяжелые гранулы должны сходить с орбиты и падать на звезды, не успевая превращаться в планету. Поэтому ученые считают, что зародыши планет могут формироваться в особых ловушках, «тихих гаванях» с повышенным давлением газа внутри диска. Однако до последнего времени это были лишь догадки.
Ученые под руководством Нинке ван дер Марела из Лейденской обсерватории в Нидерландах решили проверить эту гипотезу, направив новейший субмиллиметровый телескоп ALMA (состоящий из нескольких десятков «тарелок», установленных высоко в горах) на окрестности молодой звезды Oph IRS 48 в 390 световых годах от Солнца. Прежние наблюдения указывали на то, что эта звезда окружена однородным диском, состоящим из угарного газа и мелкой пыли.
Кроме того, внутри диска была замечена прореха, свидетельствующая о том, что эту область «вычищает» крупная планета.
Наблюдения на длине волны 0,44 мм (685 гигагерц) показали, что в то время, как мелкие пылинки распределены по диску равномерно, крупные (размером в 1 мм и выше) сосредоточены асимметрично и образуют серповидное утолщение с одной стороны диска. Эта ловушка находится в промежутке 45–80 астрономических единиц (расстояние от Земли до Солнца).
Ученые считают, что это и есть тот защитный кокон, внутри которого происходит формирование будущих планет, астероидов и комет.
«Форма пыли в полученных снимках была для нас настоящей неожиданностью. Вместо предполагаемого кольца мы увидели совершенно определенную форму — ореха кешью. Сначала мы не поверили в то, что это правда, однако четкость наблюдений телескопа ALMA не оставила сомнений в ее структуре»,— говорит автор работы, опубликованной в Science. Однако подобная ловушка, по мнению ученых, не может возникнуть сама собой: ее должно порождать какое-то тяжелое тело, например, другая планета, которая по мере движения внутри диска вызывает вихри в окружающих ее газе и пыли.
Несмотря на то что эта ловушка была замечена вдали от центра диска, астрономы уверены, что подобные «тихие гавани» могут рождать и более близкие планеты вблизи других звезд. «Увиденная нами структура может образовываться и во внутренних областях других систем, где рождаются твердые землеподобные планеты.
В случае же наших наблюдений мы можем видеть то, как рождается аналог пояса Койпера — области Солнечной системы, откуда, как считается, прилетает большинство комет», — считает Тил Бернстил, соавтор исследования из Гарвард-Смитсонианского центра астрофизики.
Наблюдения проводились на 9 телескопах комплекса ALMA, в то время как ввод в строй всех 66 «тарелок» запланирован лишь на конец 2013 года. Российские астрономы могли бы получить возможность проводить наблюдения на этом комплексе, который является самым крупным астрофизическим инструментом в истории, если Россия вступит в Европейскую южную обсерваторию (ESO).