Используя телескоп «Subaru», астрономы обнаружили колыбель формирующейся экзопланеты, подобной Юпитеру. Открытие представляет собой первый взгляд на самые ранние стадии образования газовых гигантов в диске из газа и пыли. Результаты наблюдений и выводы ученых представлены в журнале Nature Astronomy.
«В нашей Солнечной системе восемь планет, а за ее пределами открыто уже более 5 тысяч. Но как они рождаются, как эволюционируют и как некоторые из них становятся мирами, потенциально поддерживающими жизнь, такими как Земля, а другие разрастаются до газовых гигантов? Чтобы ответить на эти вопросы, важно изучать планеты в процессе их формирования», – рассказывают авторы исследования.
Изображения протопланетных дисков, полученные приемником SPHERE на Очень Большом Телескопе ESO. Credit: ESO/H. Avenhaus et al./E. Sissa et al./DARTT-S and SHINE collaborations
Планеты рождаются в газопылевых дисках, окружающих молодые звезды. За последние десять лет получено множество их снимков, на которых видны структуры, например, промежутки и спиральные рукава, косвенно указывающие на формирование внесолнечных миров. Однако до сих пор у астрономов был только один четкий пример новорожденных планет, наблюдаемых напрямую: два молодых экзоюпитера вокруг звезды PDS 70.
«Но эти планеты расположены в очищенной области протопланетного диска, поэтому мы видим уже последние этапы их становления. Наши же наблюдения привели к первому прямому обнаружению протопланеты, скрытой в диске из газа и пыли», – отметили авторы исследования.
Снимок, на котором видны экзопланеты PDS 70 b и PDS 70 c. Credit: ESO and S. Haffert (Leiden Observatory)
Протопланета, получившая обозначение AB Aur b, формируется в системе звезды AB Aurigae возрастом всего два миллиона лет. Она удалена от Земли на 531 световой год в направлении созвездия Возничий.
По массе AB Aur b примерно в девять раз превосходит Юпитер. Вокруг своей звезды она вращается на расстоянии 13,9 миллиарда километров, что в три раза больше расстояния между Солнцем и Нептуном.
Формирование такой удаленной от звезды массивной протопланеты не может быть объяснено общепринятой моделью аккреции ядра. Она подразумевает, что газовый гигант зарождается как каменистое ядро, а затем накапливает газ.
Изображение окружения звезды AB Aurigae, на котором видны спиральные рукава протопланетного диска и открытая протопланета AB Aur b. Credit: T. Currie/Subaru Telescope
«Однако появление столь большого каменистого ядра так далеко от звезды она не может объяснить. Ранее считалось, что после образования эти гигантские планеты могут перемещаться ближе или дальше от своей звезды, но открытие еще только формирующейся AB Aur b не поддерживает эту идею», – пояснили авторы исследования.
Астрономы считают, что объяснить образование AB Aur b можно конкурирующей теорией – нестабильностью протопланетного диска. Это процесс, при котором массивный газообразный протопланетный диск по мере охлаждения распадается на один или несколько коллапсирующих фрагментов планетарной массы, в которых и формируются экзомиры.