Слева: изображение телескопа ALMA, справа: иллюстрация художника.
Изображения: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/M. Kornmesser (ESO), S. Casassus et al.

С помощью телескопа ALMA (Атакамский миллиметровый-субмиллиметровый массив) астрономы впервые наблюдали ключевую стадию рождения гигантских планет. Мощные потоки огромных масс газа пересекают разрыв в диске вещества вокруг молодой звезды. Это первые прямые наблюдения таких потоков – как полагают, они образуются гигантскими планетами, которые поглощают газ в процессе своего роста.

Международная группа астрономов изучала молодую звезду HD 142527, расположенную более, чем в 450 световых лет от Земли, и окруженную диском из газа и космической пыли — остатков облака, из которого образовалась эта звезда. Пылевой диск разделяется на внутреннюю и внешнюю части промежутком, который, как полагают, появился в результате влияния образующихся гигантских газовых планет, которые расчищают себе путь в процессе орбитального движения вокруг материнской звезды. Внутренний диск простирается от звезды примерно до размера орбиты Сатурна, внешний начинается в 14 раз дальше этого расстояния. Внешний диск не окружает звезду однородным кольцом – он имеет подковообразную форму, что, вероятно, объясняется гравитационным воздействием планет-гигантов, движущихся по орбитам вокруг звезды.

Предполагается, что гигантские планеты растут вследствие поглощения ими газа из внешнего диска; потоки этого газа образуют «мосты», пересекающие зазор между дисками.

Симон Касассус и его группа наблюдали на телескопе ALMA газ и космическую пыль в окрестности звезды в таких деталях и на таком близком расстоянии от звезды, которые другие телескопы не могли бы обеспечить. Субмиллиметровый диапазон длин волн, в котором работает ALMA, кроме того, нечувствителен к засветке от звезды, которая мешает наблюдениям в инфракрасном или видимом свете. О существовании зазора между внутренним и внешним дисками было уже известно ранее, но группа зарегистрировала внутри промежутка присутствие диффузного газа и двух плотных газовых потоков, вытекающих из внешнего диска, пересекающих междисковое пространство и поглощаемых внутренним диском.

Исследователи предполагают, что во внутреннем диске прячется гигантская планета, из-за которой образуются эти струи, а газ, пролетающий мимо этих планет, подпитывает внутренний диск.

Наблюдения отвечают еще на один вопрос о диске вокруг HD 142527. Так как центральная звезда еще находится в процессе формирования и продолжает пожирать вещество внутреннего диска, этот диск уже был бы «переварен» звездой,  не получай он постоянной подпитки. Исследователи выяснили, что скорость, с которой остаточные газовые потоки падают на внутренний диск, как раз достаточна, чтобы и поддерживать объем внутреннего диска, и подкармливать растущую планету.

Еще одним открытием является и обнаружение диффузного газа в междисковом пространстве. Этот остаточный газ – еще одно свидетельство того, что газовые потоки обусловлены присутствием гигантских планет, а не каких-то еще более крупных объектов, вроде звезды-компаньона. Считается, что вторая звезда расчистила бы зазор между дисками гораздо лучше, так что никакого остаточного газа не было бы. Измерив количество этого газа, астрономы смогут  попытаться оценить массы объектов, расчищающих междисковый зазор.

И все-таки астрономы ставят себе целью узнать больше о предполагаемых планетах путем изучения газовых потоков и диффузного газа. Телескоп ALMA находится в процессе строительства и еще не достиг предела своих возможностей. Когда он будет достроен, его разрешающая способность будет еще выше и тогда новые наблюдения газовых струй, возможно, позволят исследователям определить параметры планет, в том числе их массу.

Звезда на панораме Млечного Пути

Материал ESO.