Исследование загадочных теней в протопланетных дисках
Астрономы из Университета Уорвика обнаружили новое явление, получившее название эффекта «качающейся тени», которое описывает, как ориентированы диски в формирующихся планетарных системах и как они движутся вокруг своей звезды-хозяина. Этот эффект также дает представление о том, как они могут развиваться со временем. Доктор Ребекка Нилон представила новую работу на этой неделе на Национальном астрономическом собрании 2022 года в Уорикском университете. Звезды рождаются, когда большое облако газа и пыли схлопывается само по себе. Оставшийся материал, который не попал в звезду, в конечном итоге вращается вокруг нее, мало чем отличаясь от того, как вода закручивается вокруг водостока, прежде чем упасть в него. Эта вихревая масса газа и пыли называется протопланетным диском, и именно там находятся планеты, подобные Земле. родился.
Часто считается, что протопланетные диски имеют форму обеденных тарелок — тонких, круглых и плоских. Однако недавние изображения телескопа Большой миллиметровой/субмиллиметровой решетки Атакамы (ALMA) показывают, что это не всегда так. На некоторых дисках, видимых ALMA, есть тени, где часть диска, ближайшая к звезде, блокирует часть звездного света и отбрасывает тень на внешнюю часть диска. Из этого теневого рисунка можно сделать вывод, что внутренняя часть диска ориентирована совершенно иначе, чем внешняя часть, что называется сломанным диском. В этом исследовании команда использовала высокопроизводительные компьютеры для трехмерного моделирования сломанного диска. Затем команда провела фиктивное наблюдение, смоделировав, как будет выглядеть такой диск, если его наблюдать в телескоп, и как он будет меняться со временем.
Когда внутренний диск двигался под действием гравитационного притяжения центральной звезды, отбрасываемая им тень перемещалась по внешнему диску. Но вместо того, чтобы теневой узор двигался по диску, как часовая стрелка, как ожидалось, он раскачивался взад и вперед, как качели. Таким образом, хотя внутренний диск продолжал вращаться в одном и том же направлении, его тень выглядела так, как будто она качалась вперед и назад. Команда предполагает, что это вызвано эффектом геометрической проекции, который, вероятно, возникает во всех сломанных дисках. Нилон говорит, что «JWST обещает дать нам беспрецедентно подробные сведения о зарождающихся планетных системах, и с нашими новыми моделями мы сможем узнать гораздо больше о рождении планет».