Изображение протопланетного диска вокруг молодой звезды RU Волка, сделанное ALMA. Изображение снизу слева показывает снимок пылевых колец, полученный ранее DSHARP. Новое изображение показывает большую спиральную газовую структуру (выделена синим цветом), которая простирается далеко за пределы компактного пылевого диска.
ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), J. Huang and S. Andrews; NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello
Среда, в которой формируются новые планеты, может быть намного более хаотичной, чем считалось ранее, сообщается в журнале Astrophysical Journal. К такому выводу астрономы пришли после обнаружения спиральных рукавов из монооксида углерода в газопылевом диске вокруг звезды в созвездии Волка.
Все планеты, включая те, что находятся в Солнечной системе, формируются в компактных газопылевых дисках вокруг молодых звезд. Сначала мелкие частицы пыли слипаются между собой в более крупные объекты, которые соединяются и образуют планетезимали. По мере движения зародыши планет расчищают пространство вокруг своей орбиты, благодаря чему внутри диска возникают довольно четкие кольцеобразные или спиралевидные структуры. Однако новые наблюдения показывают, что движение газа в нем может быть намного более сложным.
Джейн Хуан (Jane Huang) из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики вместе с коллегами изучила RU Волка, молодую переменную звезду, расположенную примерно в 400 световых годах от Земли. Ее окружает диск с хорошо различимыми пылевыми кольцами внутри, что указывает на активно идущие процессы зарождения планет. Однако в диске, как заметили ученые, также присутствовали едва заметные структуры из монооксида углерода (СО), которые выходят далеко за его пределы. Именно эти структуры группа Хуан решила исследовать с помощью телескопа ALMA.
Наблюдения за изотопологами монооксида углерода 12CO, 13CO, and
C18O показали, что в диске вокруг RU Волка существуют как минимум пять спиральных газовых рукавов, отчасти напоминающих мини-галактику. Они простираются почти на тысячу астрономических единиц от звезды, что намного больше радиуса компактного пылевого диска, который составляет 120 астрономических единиц. Также ученые обнаружили 11 сгустков газа на удалении от полутора тысяч астрономических единиц от светила. Их масса составляет от 0,1 до 150 масс нашей планеты.
Авторы предложили несколько объяснений столь сложной газовой структуры протопланетного диска. Она могла возникнуть из-за гравитационных нестабильностей в диске, или же из-за того, что в прошлом рядом с ним прошла другая звезда. Кроме того, астрономы не исключают вероятность того, что протопланетный диск взаимодействует с межзвездной средой, притягивая окружающую материю.
Тем не менее ни один из этих сценариев не описывает полностью наблюдаемую морфологию. Возможно, в диске происходят процессы, которые не были учтены в предложенных моделях, но узнать о них будет возможно только после открытия других похожих дисков.
Ранее астрономы смогли найти объяснение аномальным свойствам распределений пыли и газа в протопланетном диске звезды HD 163296, а также обнаружили вокруг очень молодой протозвезды вращающийся газопылевой диск, в котором, возможно, формируется новая планетная система.
Кристина Уласович