|
Выявлена новая динамика формирования экзопланет
|
|
|
|
Команда международных астрономов во главе с Ричардом Тигом, профессором Керр-Макги по развитию карьеры на факультете наук о Земле, атмосфере и планетах (EAPS), собрала наиболее точные и подробные на сегодняшний день наблюдения 15 протопланетных дисков, что позволило астрономическому сообществу по-новому взглянуть на механизмы раннего формирования планет.
|
|
|
|
"Новые подходы, которые мы разработали для сбора этих данных и изображений, похожи на переход от очков для чтения к мощным биноклям - они открывают совершенно новый уровень детализации в этих системах формирования планет", — говорит Тиг.
|
|
|
|
Их результаты в открытом доступе были опубликованы в специальном сборнике из 17 статей в журнале Astrophysical Journal Letters, еще несколько статей выйдут этим летом. Отчет проливает свет на множество вопросов, включая способы расчета массы диска путем измерения его гравитационного влияния и извлечения профилей скорости вращения с точностью до метров в секунду.
|
|
|
|
Протопланетные диски - это скопления пыли и газа вокруг молодых звезд, из которых формируются планеты. Наблюдать за пылью в этих дисках проще, потому что она ярче, но информация, которую можно почерпнуть из одной только пыли, является лишь моментальным снимком происходящего. Исследовательский центр Тига переключил внимание на газ в этих системах, поскольку он может рассказать нам больше о динамике диска, включая такие свойства, как гравитация, скорость и масса.
|
|
|
|
|
|
|
Чтобы достичь разрешения, необходимого для изучения газа, программа exoALMA потратила пять лет на координацию более длительных периодов наблюдения на большой миллиметровой/субмиллиметровой антенной установке Atacama (ALMA) в Чили. В результате международная команда астрономов, многие из которых являются начинающими учеными, смогла собрать одни из самых детальных изображений протопланетных дисков, когда-либо сделанных.
|
|
|
|
"Данные впечатляют тем, что они настолько хороши, что сообщество разрабатывает новые инструменты для извлечения сигнатур планет", - говорит Марсело Барраза-Альфаро, постдок Лаборатории формирования планет и участник проекта exoALMA. Было разработано несколько новых методов улучшения и калибровки полученных изображений, чтобы добиться максимально высокого разрешения и чувствительности.
|
|
|
|
В результате "мы видим новые вещи, которые требуют от нас изменения нашего понимания того, что происходит в протопланетных дисках", - говорит он.
|
|
|
|
В одной из работ, оказавших наибольшее влияние на EAPS, исследуется формирование планет с помощью вихрей. Уже некоторое время известно, что часто предлагаемой простой модели образования, в которой частицы пыли собираются вместе и образуют "снежный ком" в планетарном ядре, недостаточно. Один из возможных способов помочь - это создать вихри или локализованные возмущения в газе, которые притягивают пыль в центр. Здесь они, скорее всего, будут скапливаться, как мыльные пузыри в сливном бачке.
|
|
|
|
"Мы можем видеть концентрацию пыли в разных регионах, но не можем видеть, как она перемещается", - говорит Лиза Вельфер, еще один постдок Лаборатории формирования планет Массачусетского технологического института и первый автор статьи. Хотя астрономы могут видеть, что пыль скопилась, информации недостаточно, чтобы исключить, как она попала в эту точку.
|
|
|
|
"Только благодаря динамике газа мы можем на самом деле подтвердить, что это вихрь, а не что-то другое, создающее структуру", - говорит она.
|
|
|
|
В период сбора данных Тиг, Вельфер и Барраза-Альфаро разработали простые модели протопланетных дисков для сравнения со своими наблюдениями. Однако, когда они получили данные обратно, модели не смогли объяснить то, что они видели.
|
|
|
|
"Мы просмотрели данные, и больше ничего не работало. Это было слишком сложно", - говорит Тиг. "Раньше все думали, что они не динамичны. Это совершенно не так".
|
|
|
|
Команда была вынуждена пересмотреть свои модели и работать с более сложными моделями, включающими большее количество движения в газе, что требует больше времени и ресурсов для запуска. Но первые результаты выглядят многообещающими.
|
|
|
|
"Мы видим, что закономерности выглядят очень похожими; мы думаем, что это лучший тестовый пример для дальнейшего изучения с большим количеством наблюдений", - говорит Вельфер.
|
|
|
|
Новые данные, которые были обнародованы, появились в удачное время: в ближайшие несколько лет ALMA на некоторое время станет темной, пока она будет обновляться. В течение этого времени астрономы могут продолжить монументальный процесс анализа всех данных.
|
|
|
|
"Это будет приносить результаты еще долгие годы", - говорит Тиг.
|
|
|
|
Источник
|
