Астрономы сфотографировали зарождающуюся планету
Астрономы обнаружили за пределами Солнечной системы молодую планету, которая все еще находится в процессе роста. Этот юный мир расположен в протопланетном диске из пыли и газа, который окружает родительскую звезду. Планета расчистила себе путь в этом диске, образовав заметный пробел.
Открытие сделала команда ученых под руководством астронома Лэрда Клоуза из Аризонского университета и аспирантки Ришель ван Капеллевен из Лейденской обсерватории в Нидерландах. Чтобы заметить планету, исследователи использовали самые передовые инструменты адаптивной оптики. Среди них была система MagAO-X Аризонского университета на Магеллановом телескопе в Чили, Большой бинокулярный телескоп в Аризоне и Очень большой телескоп (VLT) Европейской южной обсерватории в Чили. Результаты работы опубликованы в журнале The Astrophysical Journal Letters.
Ученые давно изучают диски вокруг молодых звезд, где формируются планеты. Во многих таких дисках есть кольцевые пробелы. Астрономы предполагали, что эти пустые зоны создают скрытые планеты, которые движутся по своим орбитам и собирают вещество на своем пути, словно снегоуборщики. Однако до этого момента удалось напрямую увидеть лишь три молодые протопланеты, и все они находились близко к своим звездам. Ни одной планеты не удавалось подтвердить именно внутри темных и четко очерченных пробелов, которые давно интересовали научное сообщество.
Лэрд Клоуз объясняет важность находки. По его словам, написаны десятки теоретических работ о том, что пробелы в дисках вызваны протопланетами, но до сих пор никто не мог этого доказать. Отсутствие планет там, где они должны были быть, заставляло многих ученых искать другие объяснения кольцевой структуры дисков.
Около 4,5 миллиардов лет назад наша Солнечная система тоже начиналась с подобного диска. Пыль слипалась в комки и притягивала окружающий газ, так начали формироваться первые протопланеты. Детали этого процесса до сих пор остаются загадкой. Чтобы найти ответы, астрономы изучают другие планетные системы, которые находятся на ранних стадиях своего развития.
Команда Клоуза использовала систему адаптивной оптики MagAO-X. Это один из самых мощных инструментов такого рода в мире. Его разработали и построили сам Клоуз, его коллега Джаред Мэйлс и их студенты. Система резко повышает четкость и разрешение изображений с телескопа. Она компенсирует турбулентность атмосферы, из-за которой звезды мерцают и выглядят размытыми.
Исследователи предположили, что в пробелах дисков должны скрываться планеты. Они просканировали известные диски в поисках особого свечения водорода, известного как H-альфа. Когда планеты растут, они всасывают водород из окружающей среды. Газ падает на поверхность планеты, словно гигантский водопад, и создает чрезвычайно горячую плазму. Эта плазма и излучает тот самый свет H-альфа, который искали ученые.
Команда использовала 6,5-метровый Магелланов телескоп и систему MagAO-X для изучения диска WISPIT-2, который незадолго до этого открыла ван Капеллевен. В свете H-альфа они сразу увидели световую точку внутри пробела между двумя кольцами диска. Кроме того, команда заметила второго кандидата в планеты, который расположен ближе к звезде. Лэрд Клоуз говорит, что как только они включили систему адаптивной оптики, планета буквально выпрыгнула на них. После объединения изображений, которые собирали в течение двух часов, ее стало отчетливо видно.
По словам Клоуза, планета под названием WISPIT-2b — это очень редкий пример протопланеты, которая активно притягивает к себе вещество. Ее звезда, WISPIT-2, похожа на наше Солнце и имеет примерно ту же массу. Внутренний кандидат в планеты, названный CC1, примерно в девять раз массивнее Юпитера. Внешняя планета, WISPIT-2b, весит примерно как пять Юпитеров. Эти данные удалось получить благодаря наблюдениям в инфракрасном свете с помощью 8,4-метрового Большого бинокулярного телескопа в Аризоне. В этой работе участвовал аспирант Гэбриел Вайбл.
Гэбриел Вайбл сравнивает увиденное с далеким прошлым нашей системы. Он говорит, что примерно так могли выглядеть наши Юпитер и Сатурн, когда были в 5000 раз моложе. Планеты в системе WISPIT-2 примерно в 10 раз массивнее наших газовых гигантов и расположены дальше друг от друга. Но общий вид, вероятно, не сильно отличается от того, что мог бы увидеть инопланетный астроном на фотографии нашей Солнечной системы 4,5 миллиарда лет назад.
Параллельно вышла вторая научная статья под руководством ван Капеллевен. В ней описывается обнаружение планеты в инфракрасном свете и открытие системы с несколькими кольцами с помощью 8-метрового телескопа VLT. Ван Капеллевен отмечает, что увидеть планеты в короткий период их юности очень сложно. Для этого нужно найти молодые дисковые системы, а они встречаются редко. Только в это время планеты достаточно яркие, чтобы их можно было заметить. Если бы система WISPIT-2 была того же возраста, что и наша Солнечная система, ученые ничего бы не увидели с помощью тех же технологий. Все было бы слишком холодным и темным.
Ранее другая команда астрономов застала зарождение новой солнечной системы.
Обложка Joseph Olmsted/STScI/NASA
Самое популярное
