|
Подростковые годы новых миров
|
|
|
|
Астрономы впервые сделали детальный снимок планетных систем в эпоху, долгое время окутанную тайной. В ходе исследования ALMA для определения субструктур пояса Экзокайпера (ARKS) с использованием большой миллиметровой/субмиллиметровой матрицы Atacama (ALMA) были получены самые четкие изображения 24 дисков обломков - пылевых поясов, оставшихся после завершения формирования планет.
|
|
|
|
Эти диски являются космическим эквивалентом подросткового возраста планетных систем — они несколько более зрелые, чем новорожденные диски, формирующие планеты, но еще не достигли зрелости. Наблюдения были опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics.
|
|
Недостающее звено в семейных альбомах планет.
|
|
|
|
"Мы часто видели "детские фотографии" формирования планет, но до сих пор "подростковый возраст" был недостающим звеном", - говорит Мередит Хьюз, доцент астрономии в Уэслианском университете, Мидлтаун, Коннектикут, США, и соавтор этого исследования.
|
|
|
|
"Диски космического мусора представляют собой фазу процесса формирования планет, в которой преобладают столкновения", - объясняет Томас Хеннинг, научный сотрудник MPIA (Института астрономии Макса Планка) и еще один соавтор ARKS.
|
|
|
|
"С помощью ALMA мы можем охарактеризовать структуры дисков, указывающие на присутствие планет. Параллельно с прямыми изображениями и исследованиями лучевой скорости мы ведем поиск молодых планет в этих системах".
|
|
|
|
|
|
|
Аналогом нашей собственной солнечной системы на этом этапе является Пояс Койпера, кольцо ледяных обломков за Нептуном, которое хранит свидетельства массивных столкновений и миграции планет, произошедших миллиарды лет назад. Изучая 24 пояса экзопланетного мусора, команда ARKS приоткрыла завесу тайны над тем, через что прошла наша Солнечная система, когда формировалась Луна и планеты стремились занять свои конечные места, а иногда меняли орбиты!
|
|
Подростковые диски: их трудно "сфотографировать", но невозможно не заметить
|
|
|
|
Обломочные диски неяркие, в сотни и даже тысячи раз тусклее, чем яркие, богатые газом диски, на которых рождаются планеты. Команда ARKS преодолела эти трудности и получила изображения этих дисков с беспрецедентной детализацией.
|
|
|
|
Подобно подросткам, уворачивающимся от камеры, эти тусклые диски годами удавалось скрывать от астрономов. Но благодаря ALMA астрономы теперь могут видеть их сложную структуру: пояса с множеством колец, широкие гладкие ореолы, острые края и даже неожиданные дуги и скопления.
|
|
|
|
Однако ALMA, с его десятками отдельных радиотелескопов, не делает снимки в классическом смысле этого слова. Вместо этого он собирает радиосигналы, испускаемые частицами пыли и молекулами, которые затем должны быть обработаны и сопоставлены. Каждый телескоп вносит свой вклад в конечное изображение, синтезируемое из потока радиоволн.
|
|
|
|
"Мы наблюдаем настоящее разнообразие — не просто кольца, а многокольцевые пояса, ореолы и сильную асимметрию, раскрывающие динамичную и бурную главу в истории планет", - добавляет Себастьян Марино, руководитель программы ARKS и доцент Университета Эксетера, Великобритания.
|
|
|
|
Основные моменты и новинки от ARKS
|
|
|
|
- Новый эталон: ARKS - это крупнейшее исследование дисков космического мусора с самым высоким разрешением, аналогичное программе "DSHARP для поиска дисков космического мусора", устанавливающей новый золотой стандарт.
|
|
- Динамичная, бурная молодость: примерно на трети наблюдаемых дисков видны четкие субструктуры (множественные кольца или отчетливые промежутки), что указывает на унаследованные особенности, оставшиеся с более ранних этапов формирования планет или сформированные планетами в течение гораздо более длительного периода времени.
|
|
- Неожиданное разнообразие: в то время как некоторые диски унаследовали сложную структуру с ранних лет своего существования, другие становятся более мягкими и образуют широкие пояса, похожие на то, как, по нашим ожиданиям, должна была развиваться Солнечная система.
|
|
- Признаки планетарного "шевеления": на многих дисках наблюдаются зоны спокойствия и хаоса с вертикально "вздутыми" областями, напоминающими смесь безмятежных классических объектов пояса Койпера в нашей Солнечной системе и объектов, рассеянных в результате давней миграции Нептуна.
|
|
- Удивительно, но газ сохранился: некоторые диски удерживают газ гораздо дольше, чем ожидалось. В некоторых системах задержавшийся газ может влиять на химический состав растущих планет или даже образовывать из пыли обширные ореолы.
|
|
- Асимметрия и дуги: Многие диски однобокие, с яркими дугами или эксцентричными формами, что указывает на гравитационные толчки от невидимых планет, остаточные шрамы от миграции планет или взаимодействия газа и пыли.
|
|
- Публикация общедоступных данных: Все наблюдения ARKS и обработанные данные доступны астрономам по всему миру в свободном доступе, что делает возможными дальнейшие открытия.
|
|
|
|
Последствия: Ваша солнечная система когда-то была сумасшедшей.
|
|
|
|
Результаты исследования ARKS показывают, что этот подростковый период - время перемен и потрясений. "Эти диски свидетельствуют о периоде, когда орбиты планет менялись, и огромные столкновения, подобные тому, которое привело к образованию Луны, формировали молодые солнечные системы", - говорит Лука Матра, соавтор исследования и доцент Тринити-колледжа в Дублине, Ирландия.
|
|
|
|
Изучив десятки дисков вокруг звезд разного возраста и типов, ARKS помогла определить, являются ли хаотические особенности наследственными, сформированными планетами или результатом других космических сил. Ответы на эти вопросы могли бы показать, была ли история нашей солнечной системы уникальной или обычной.
|
|
Взгляд в будущее: поиск планетарных архитекторов
|
|
|
|
Результаты исследования ARKS - настоящая находка для астрономов, которые ищут молодые планеты и стремятся понять, как создаются и перестраиваются семейства планет, подобные нашей собственной.
|
|
|
|
"Этот проект дает нам новый взгляд на кратеры на Луне, динамику пояса Койпера и рост планет, больших и малых. Это похоже на добавление недостающих страниц в семейный альбом Солнечной системы", - добавляет Хьюз.
|
|
|
|
Источник
|
