|
Наблюдение за рождением планет в системе PDS-70
|
|
|
|
Канадские астрономы сделали выдающийся шаг в понимании того, как рождаются планеты, используя космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST). JWST был использован для изучения PDS 70, молодой звезды с двумя растущими планетами на орбите. Эта замечательная система, расположенная на расстоянии 370 световых лет от нас, дает ученым редкий шанс увидеть, как формируются и эволюционируют планеты на самых ранних стадиях их развития.
|
|
|
|
В этом новом исследовании, проведенном под руководством доктора философии Университета Виктории Дори Блейкли (Dori Blakely) и международной команды исследователей, использовался творческий подход с использованием уникальных инструментов JWST для выявления деталей о планетах и вращающемся диске из газа и пыли, внутри которого они образуются. Результаты, опубликованные в Astronomical Journal, позволяют по-новому взглянуть на то, как планеты растут с течением времени, конкурируя со звездами-хозяевами за материал.
|
|
|
|
Молодая звезда и ее планетарный питомник
|
|
|
|
PDS 70 — молодая звезда, ей всего около 5 миллионов лет - практически новорожденная по сравнению с нашим солнцем, возраст которого составляет 4,6 миллиарда лет. Его окружает газово-пылевой диск, сплющенный, как блин, с большим промежутком посередине, где формируются две планеты, PDS 70 b и PDS 70 c. Этот разрыв - зона планетарного строительства, где совершенно новые миры собирают материал, чтобы расти дальше.
|
|
|
|
|
|
|
"Мы видим снимки ранних стадий планетарного роста, показывающие нам, что происходит, когда миры борются за выживание в своей космической детской. Что примечательно, так это то, что мы можем видеть не только сами планеты, но и сам процесс их формирования — они конкурируют со своей звездой и друг с другом за газ и пыль, необходимые им для роста", - говорит Дори Блейкли, кандидат наук UVic и ведущий автор
|
|
Новый способ поиска планет с помощью JWST
|
|
|
|
Чтобы получить такое четкое изображение планет и диска, команда использовала тепловизор JWST в ближнем инфракрасном диапазоне и бесщелевой спектрограф (NIRISS) в режиме интерферометрии с маскировкой апертуры (AMI) - хитроумный трюк с телескопом. Они поместили на телескоп специальную маску с несколькими крошечными отверстиями, которая позволяла небольшой части (~15%) света проходить сквозь нее и интерферировать, создавая перекрывающиеся узоры, похожие на то, как рябь от двух камешков взаимодействует на поверхности воды. Анализируя эти закономерности, они могли "видеть" скрытые детали системы с необычайной точностью.
|
|
|
|
"Этот инновационный метод подобен приглушению ослепляющего света молодой звезды, чтобы вы могли разглядеть детали того, что находится вокруг нее — в данном случае планет", - объяснил профессор. Рене Дуайон, директор Института исследований экзопланет Троттье (IREx) и главный исследователь инструмента NIRISS, разработанного JWST.
|
|
|
|
Этот подход позволил команде выявить особенности, которые невозможно обнаружить с помощью традиционных телескопических изображений, что делает это исследование новаторским доказательством концепции таких наблюдений с помощью мощного космического телескопа. Обладая способностью видеть детали на невиданном ранее уровне, JWST революционизирует наши методы изучения планет и их происхождения.
|
|
|
|
"Эта работа показывает, как JWST может сделать что-то совершенно новое", - добавил доктор Лоик Альберт (Loic Albert) из IREx, специалист по приборам JWST NIRISS. "Мы используем инновационные методы, чтобы взглянуть на планеты так, как никогда раньше".
|
|
|
|
Растущие планеты все еще находятся в стадии строительства
|
|
|
|
Наблюдения JWST подтвердили наличие двух планет-гигантов, которые все еще находятся в процессе формирования. Эти планеты притягивают материал с диска, подобно тому, как дети собирают строительные блоки, чтобы построить башню. Исследователи измерили свечение планет в среднем инфракрасном диапазоне с помощью прибора NIRISS компании JWST и определили, что обе планеты, по-видимому, накапливают газ — критическая фаза в их развитии. Мощные детекторные характеристики PDS 70 b и PDS 70 c позволили точно измерить их яркость и местоположение.
|
|
|
|
Эти находки являются прямым доказательством того, что планеты все еще растут и конкурируют со своей звездой-хозяином за материал в диске, подтверждая идею о том, что планеты формируются в процессе "аккреции", постепенно набирая массу из газа и пыли вокруг них. Этот редкий снимок планет в фазе их роста может помочь ученым понять, как в нашей собственной солнечной системе могли сформироваться такие миры, как Юпитер и Сатурн.
|
|
|
|
"Эти наблюдения дают нам невероятную возможность увидеть, как происходит формирование планет. Наблюдение за планетами в процессе аккреции вещества помогает нам ответить на давние вопросы о том, как формируются и эволюционируют планетные системы. Это все равно, что наблюдать, как на наших глазах строится солнечная система", - говорит Дуг Джонстон, главный научный сотрудник Центра астрономии и астрофизики имени Герцберга Национального исследовательского совета Канады (NRC).
|
|
|
|
Намеки на "луны в процессе становления"
|
|
|
|
Полученные данные также свидетельствуют о том, что вокруг планет могут быть кольца из материала, называемого околопланетными дисками. На этих дисках могут формироваться спутники, подобные тем, которые вращаются вокруг Юпитера и Сатурна сегодня.
|
|
|
|
Предыдущие наблюдения PDS 70b и PDS 70c на более коротких длинах волн были в значительной степени объяснены моделями, первоначально разработанными для звезд с малой массой и коричневых карликов. Однако новые наблюдения JWST, сделанные на самых длинных длинах волн, когда—либо использовавшихся для изучения этих планет, выявили дополнительный свет, который не мог быть полностью объяснен этими моделями.
|
|
|
|
Этот дополнительный свет указывает на присутствие теплого вещества, окружающего планеты, возможно, из-за дисков вещества, активно накапливающихся на планетах. Это новое доказательство подтверждает существование околопланетных дисков, которые, как считается, играют решающую роль в формировании систем спутников и росте планет.
|
|
|
|
Шаг вперед для планетарной науки
|
|
|
|
Открытия, сделанные в PDS 70, дают астрономам более четкое представление о том, как планеты и звезды формируются и эволюционируют вместе. Наблюдая за ростом этих планет и их взаимодействием с окружающей средой, ученые узнают, как возникают планетные системы, подобные нашей собственной.
|
|
|
|
"Это все равно, что смотреть на семейную фотографию нашей солнечной системы, когда мы были совсем маленькими", - сказал Блейкли. "Невероятно думать о том, как многому мы можем научиться у одной системы".
|
|
|
|
Что будет дальше с PDS 70?
|
|
|
|
Возможно, самым интригующим открытием стало обнаружение слабого, неразрешенного источника света в промежутке протопланетного диска. Хотя природа этого излучения неясна, оно может представлять собой структуру, подобную спиральному рукаву из газа и пыли, или даже третью планету, также формирующуюся в системе.
|
|
|
|
Последующие наблюдения с помощью других приборов JWST, включая MIRI и NIRCam, будут иметь решающее значение для подтверждения того, является ли свечение новой планетой, особенностью диска или чем-то совершенно неожиданным.
|
|
|
|
Источник
|
