Формування планет, як відомо, вивчати важко. Процес триває мільйони років, що унеможливлює спостереження в режимі реального часу. Він також залежить від великої кількості факторів, які ускладнють науковцям з’ясовувати його причини і наслідки. Нині астрономи знають: планети формуються з протопланетних дисків довкола молодих зір, що складаються з газу та пилу. Тепер група науковців, яка виконує астрономічні спостереження за допомогою ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), знайшла зоряну систему, що має протопланетний диск та доволі змінна. Завдяки цій системі дослідники отримали можливість визначити деякі подробиці того, як саме відбувається процес формування планет.
Результати дослідження у двох статтях оприлюднені в The Astrophysical Journal. Вони стосуються зоряної системи Еліас 2-27 (Elias 2-27), яка лежить на відстані приблизно 400 світлових років від Землі в напрямку сузір’я Змієносця. Система привертає увагу астрономів протягом останніх 5 років; уперше це трапилося в 2016 році, коли було виявлено газопиловий диск у вигляді млинка (вертушки), що оточує зорю.
Візуалізація від NASA процесу формування планет у протопланетному диску. Відео з сайту www.universetoday.com.
Зазвичай протопланетні диски зовні не схожі на млинок — така форма значно частіше трапляється у галактик. Прикладом є Галактика Вертушка (Pinwheel Galaxy) з сузір’я Великої Ведмедиці. Дослідники припустили, що два рамена млинка, видимі навколо зорі, були спричинені гравітаційною нестабільністю, яка також може сприяти процесам формування планет. Але науковцям потрібні були додаткові дані, щоб підтвердити цю ідею.
Дані, зібрані за останні 5 років, дали змогу як довести існування гравітаційної нестабільності, так і виявити кілька особливостей процесу формування планет, які не були враховані під час аналізу першого набору спостережних даних. Очевидно, в диску могло бути більше речовини, що спричиняло більший гравітаційний хаос. Більшою несподіванкою стало те, що деякі частини протопланетного диска були набагато вищими за інші.
Структура газу в системі Elias 2-27 в динаміці. Фото з сайту www.universetoday.com.
Цей тип «вертикальної асиметрії» ніколи раніше астрономи не спостерігали у протопланетному диску. Але саме це відкриття дало змогу дослідникам зробити крок вперед в комп’ютерному моделюванні, здолавши бар’єр, що досі перекривав шлях до повного розуміння формування планет. Учасники наукової групи, які виконували обчислення, передбачали, що гравітаційна нестабільність може спричинити виникнення величезних стовпів речовини. Такі стовпи неначе зависають над диском. Існування таких утворень уможливило підрахунок фактичної кількості речовини в диску — досі науковцям такі вимірювання виконувати не вдавалося.
«Знаючи про кількість маси в протопланетних дисках, ми отримуємо можливість визначити кількість речовини, доступної для утворення планетних систем, і краще зрозуміти процес їх утворення», — сказала Венедетта Веронезі (Venedetta Veronesi), головний автор однієї зі статей, аспірант Міланського університету.
Схема системи Еліаса 2-27 показує, чому гравітаційна нестабільність важлива для спричинення процесу формування планет. Фото з сайту www.universetoday.com.
Хоча тепер астрономи, нарешті, можуть обчислити розмір протопланетного диска, все ще треба виконати багато роботи, щоб повністю розкрити весь процес формування планет. На щастя, існує багато зоряних систем для вивчення, і деякі з них, безсумнівно, мають планети на кожному етапі цього процесу формування. За допомогою таких інструментів, як ALMA, астрономи ведуть їх пошук і це допоможе скласти більш повну картину того, як утворюються планети.
За інф. з сайту www.universetoday.com
