|
Множество протопланетных дисков в центре Млечного Пути
|
|
|
|
За десятилетия астрономы обнаружили сотни протопланетных дисков — структур, которые, как считается, представляют собой ранние стадии развития нашей солнечной системы. Однако большинство из этих открытий находятся в пределах нашего района, что может не отражать экстремальные условия, наблюдаемые в других частях Млечного Пути.
|
|
|
|
Одной из наиболее динамичных и турбулентных областей является Центральная молекулярная зона (CMZ) вблизи центра галактики Млечный Путь, где высокое давление и плотность могут принципиально по-разному влиять на формирование звезд и планет. Изучение протопланетных систем в CMZ предоставляет редкую возможность проверить и усовершенствовать наши теории формирования Солнечной системы.
|
|
|
|
Международная группа исследователей провела самую чувствительную на сегодняшний день съемку трех типичных молекулярных облаков в центральной части Млечного Пути с самым высоким разрешением. Их наблюдения выявили более пятисот плотных ядер — мест, где рождаются звезды.
|
|
|
|
Результаты были опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics под названием "Двухдиапазонное объединенное исследование трех облаков центральной молекулярной зоны (DUET)". В состав команды входят исследователи из Института астрономии и астрофизики имени Кавли при Пекинском университете (KIAA, PKU), Шанхайской астрономической обсерватории (SHAO) и Института астрофизики Кельнского университета (UoC), а также нескольких сотрудничающих учреждений.
|
|
|
|
|
|
|
Обнаружить такие системы в CMZ исключительно сложно. Эти области являются удаленными, слабо различимыми и глубоко скрыты толстыми слоями межзвездной пыли. Чтобы преодолеть эти препятствия, команда использовала большую миллиметровую/субмиллиметровую антенную решетку (ALMA) в чилийской пустыне Атакама, интерферометрический телескоп, который объединяет сигналы от антенн, расположенных на расстоянии нескольких километров, для достижения исключительного углового разрешения.
|
|
|
|
"Это позволяет нам различать структуры размером до тысячи астрономических единиц даже на расстоянии около 17 миллиардов астрономических единиц от земли", - сказал профессор Син Лу, научный сотрудник Шанхайской астрономической обсерватории и главный исследователь проекта наблюдений ALMA.
|
|
|
|
Перенастроив антенную решетку и проводя наблюдения на нескольких частотах, команда выполнила "двухдиапазонные" наблюдения - захват двух разных длин волн с одинаковым пространственным разрешением. Точно так же, как зрение человека при восприятии окружающего мира зависит от цветового контраста, двухдиапазонная визуализация предоставляет важную спектральную информацию о температуре, свойствах пыли и структуре этих удаленных систем.
|
|
|
|
К своему удивлению, исследователи обнаружили, что более 70% плотных ядер оказались значительно краснее, чем ожидалось. Тщательно исключив погрешности наблюдений и другие возможные объяснения, они предложили два основных сценария, оба из которых предполагают широкое распространение протопланетных дисков.
|
|
|
|
"Мы были поражены, увидев, что эти "маленькие красные точки" пересекают целые молекулярные облака", - сказал первый автор Фэнвэй Сюй, который в настоящее время проводит исследования в Институте астрофизики Кельнского университета в рамках своей докторской работы. "Они рассказывают нам о скрытой природе плотных звездообразующих ядер".
|
|
|
|
Одно из возможных объяснений заключается в том, что эти ядра не являются прозрачными однородными сферами, как считалось ранее. Вместо этого они могут содержать структуры меньшего размера и оптической толщины — возможно, протопланетные диски, — самопоглощение которых на более коротких длинах волн приводит к наблюдаемому покраснению. "Это бросает вызов нашему первоначальному предположению о канонических плотных ядрах", - сказал профессор Кэ Ван, научный руководитель Фэнвэя Сюя в Институте Кавли.
|
|
|
|
Другая возможность связана с ростом пылевых частиц внутри этих систем. "В диффузной межзвездной среде частицы пыли обычно имеют размер всего в несколько микрон", - объяснил профессор Хаую Баобаб Лю с физического факультета Национального университета Сунь Ятсена, который руководил моделированием переноса излучения в ходе исследования. "Но наши модели показывают, что некоторые ядра могут содержать частицы размером в миллиметр, которые могли образоваться только в протопланетных дисках, а затем быть выброшены - возможно, протозвездными потоками".
|
|
|
|
Независимо от того, какой сценарий окажется доминирующим, оба требуют наличия протопланетных дисков. Полученные данные свидетельствуют о том, что только в пределах этих трех облаков CMZ уже может формироваться более трехсот таких систем.
|
|
|
|
"Очень интересно, что мы обнаруживаем возможных кандидатов на протопланетные диски в центре галактики. Условия там сильно отличаются от наших окрестностей, и это может дать нам шанс изучить формирование планеты в этих экстремальных условиях", - сказал профессор Питер Шильке из Кельнского университета, научный руководитель Фэнвэй Сюя. Этому способствовали вычислительные ресурсы и техническая поддержка Института астрофизики УПЦ (МП).
|
|
|
|
Будущие многодиапазонные наблюдения помогут еще больше определить их физические свойства и этапы эволюции, позволяя получить редкое представление о ранних процессах, которые привели к возникновению планетных систем, подобных нашей, даже в самых отдаленных уголках Млечного Пути.
|
|
|
|
Источник
|
