|
Способ оценки масс новорожденных планет
|
|
|
|
Группа астрономов под руководством Университета Уорика в сотрудничестве с исследователями из Массачусетского технологического института и Университета Макмастера разработала новый метод использования свойств пылевых колец вокруг звезд для оценки масс новорожденных планет. Опубликованное в журнале The Astrophysical Journal исследование предлагает астрономам новый способ поиска и характеристики планет, которые слишком глубоко погружены в среду своего рождения, чтобы их можно было увидеть напрямую.
|
|
|
|
Вращающиеся диски из газа и пыли, окружающие молодые звезды, — это среда, в которой формируются планеты. Новые мощные телескопы, такие как ALMA, показали, что многие из этих протопланетных дисков содержат поразительные кольцеобразные структуры. Долгое время предполагалось, что они являются ключом к планетам, потенциально вращающимся внутри дисков, но до сих пор надежные методы их интерпретации оставались труднодостижимыми.
|
|
|
|
«Эти яркие кольца — это не просто красивые структуры, по сути, это планетные отпечатки пальцев», — сказала ведущий автор, доктор философии Амена Фаруки. Студент, группа астрономии и астрофизики, Уорикский университет.
|
|
|
|
«Мы давно понимали, что кольца могут образовываться из концентрированной пыли, скапливающейся за орбитами молодых, погруженных в диск планет, но до сих пор нам не удавалось связать особенности этих колец с массами планет.
|
|
|
|
|
|
|
Благодаря аббревиатуре «между кольцами» мы нашли способ реконструировать массы планет, создающих кольца, даже если эти планеты слишком тусклые или слишком погружены в диск, чтобы наблюдать их напрямую».
|
|
|
|
Исследовательская группа использовала детальное компьютерное моделирование, чтобы определить, как планеты разной массы формируют вокруг себя пылевые кольца. Они обнаружили, что ширина кольца, местоположение его самой яркой точки и количество содержащейся в нем пыли несут в себе характерные признаки планеты, ответственной за образование колец.
|
|
|
|
Что особенно важно, команда выявила простую математическую зависимость между местоположением пика яркости кольца и массой планеты-хозяина, которая сохраняется независимо от длины волны наблюдения или размера пылевых частиц, которые отображаются. Это означает, что астрономы могут применять этот метод к существующим наблюдениям, не нуждаясь в детальном знании условий диска.
|
|
|
|
Для проверки своего подхода... Исследователи применили свой метод к системе PDS 70, одной из немногих систем, где планеты были непосредственно сфотографированы внутри диска.
|
|
|
|
Они определили массу планеты PDS 70c, которая находится в полном соответствии с независимыми оценками. Они также применили этот метод к пяти дискам из недавнего обзора exoALMA, предсказав новые оценки массы планет, потенциально скрывающихся внутри них.
|
|
|
|
Соавтор, доктор Джессика Спиди, научный сотрудник программы 51 Pegasi b в Массачусетском технологическом институте (MIT), добавила: «Одно из преимуществ этой работы заключается в том, что она не ограничивается областью теории — мы смогли взять эти результаты моделирования и применить их непосредственно к реальным наблюдаемым системам.
|
|
|
|
Использование системы PDS 70 в качестве наблюдательной лаборатории, в частности, позволило провести реальную проверку подхода, что дает нам уверенность в том, что эти методы действительно готовы к широкому применению в кратчайшие сроки».
|
|
|
|
Полученные результаты открывают новые возможности для наблюдений за дисками, которые помогут подтвердить существование планет, предположительно скрывающихся в дисках, выявить совершенно новые и могут пролить свет на процессы, которые могли сыграть роль в формировании нашей собственной Солнечной системы.
|
|
|
|
Старший соавтор, почетный профессор Ральф Пудриц, кафедра физики и астрономии Университета Макмастера, сказал: «Еще один поразительный результат моделирования заключается в том, что в типичных дисках более массивные формирующиеся планеты могут захватывать в этих кольцах пыль, в 20 раз превышающую массу Земли.
|
|
|
|
Это подтверждает наблюдения ALMA, но поднимает вопрос о том, почему новые планеты не были обнаружены в захваченной пыли и камешках кольца. Наши результаты показывают, что пыли достаточно много и она достаточно концентрирована, чтобы потенциально запустить процесс формирования планет». Это важное открытие, которое положит начало дальнейшим наблюдениям и теоретическим разработкам».
|
|
|
|
Старший соавтор, доктор Фарзана Меру, доцент кафедры физики Уорикского университета, заключила: «Эта работа дает наблюдателям новый практический инструментарий для прямой связи того, что мы видим в пылевых кольцах, с массами планет, которые их создают. Больше всего меня радует своевременность. С учетом того, что ALMA предоставляет все более подробные изображения дисков, и с появлением будущих установок, сейчас самое подходящее время для разработки этих методов.
|
|
|
|
«Сочетание нашей диагностики на основе пыли с наблюдениями за давлением газа откроет новое мощное окно для изучения скрытых планет, формирующих эти диски, и разнообразных планетных систем, которые они в дальнейшем образуют».
|
|
|
|
Источник
|
