Главная Новости Астрономы нашли суперюпитер, который находится в процессе формирования

Астрономы нашли суперюпитер, который находится в процессе формирования

Группа астрономов, включая исследователей из Университета Аризоны, обнаружила гигантскую планету, которая все еще находится в процессе формирования. Это первая в истории астрономии находка такого рода. Теперь ученые могут следить за диском из пыли и газа, окружающем молодую звезду-хозяина, передает Альтернативная наука.

Исследование, опубликованное в выпуске Nature Astronomy от 4 апреля, содержит доказательства в пользу давно обсуждаемой альтернативной теории формирования планет типа Юпитера: через "интенсивный и жестокий" разрыв протопланетного диска.

Доминирующая теория, лежащая в основе формирования гигантских газовых планет, называется "аккреция ядра" . Речь идет о некоем восходящем процессе, в ходе которого планеты, заключенные в диск из газа и твердых частиц, вырастают в крупные объекты. «Слепка» происходит за счет притяжения и сталкивания больших и мелких камней. Мелкие объекты слипаются друг с другом благодаря в том числе гравитационному воздействию центрального светила. Затем первоначальное ядро медленно накапливает газ.

В отличие от этого, "дисковая нестабильность" представляет собой нисходящий процесс, при котором массивный газообразный протопланетный диск остывает, и под действием гравитации быстро распадается на один или несколько фрагментов планетной массы.

Расположенная в 505 световых годах от Земли, AB Aurigae - довольно молодая звезда, возраст которой оценивается примерно в 2 миллиона лет, что соответствует возрасту нашей Солнечной системы в период формирования Земли.

Суперпитер AB Aurigae b все еще находится в состоянии протопланетного диска

Новообразованная планета, получившая название AB Aurigae b, вероятно, в 9 раз массивнее Юпитера и вращается вокруг своей звезды на огромном расстоянии в 13 миллиардов км - примерно вдвое больше, чем расстояние между Солнцем и Плутоном. На таком расстоянии объект вряд ли может быть продуктом аккреции ядра, пишут авторы, и его происхождение лучше объяснить распадом протопланетного диска AB Aurigae.

AB Aurigae

Международная исследовательская группа под руководством ученых из Национальной астрономической обсерватории Японии (Subaru Telescope), Токийского университета и Японского центра астробиологии использовала систему экстремальной адаптивной оптики телескопа Subaru Telescope в сочетании с инфракрасным спектрографом, CHARIS, и камерой видимого диапазона, VAMPIRES, а также космический телескоп Хаббл.

Анализ объединяет данные двух приборов Хаббла - спектрографа изображений космического телескопа, камеры ближнего инфракрасного диапазона и многообъектного спектрометра - с данными специального прибора телескопа Субару для получения изображений экзопланет, SCExAO.

Богатство данных, полученных с космических и наземных телескопов, оказалось крайне важным, поскольку отличить младенческие планеты от сложных дисковых объектов, маскирующихся под планеты, очень сложно.

Астрономическая локация AB Aurigae

Планетообразующие диски вокруг звезд не являются бесцветными пятнами, в них могут быть полости, разрывы или области, где различные плотности создают спиральные волны. Такие особенности очень слабые, и для их обнаружения астрономам необходимы сложные методы и инструменты, такие, как коронографы - насадки на телескоп, предназначенные для блокировки бликов от звезды-хозяина, - и сложные алгоритмы обработки изображений.

Исследователи из Аризоны сыграли ключевую роль в преодолении главной проблемы исследования: как отличить настоящую планету от структурных особенностей, возникших в результате искажения, повреждения или изменения формы диска, а также остаточных артефактов после обработки изображений?

Сама природа также протянула руку помощи - огромный диск пыли и газа, вращающийся вокруг AB Aurigae, наклонен почти лицом к Земле.

Ведущий автор исследования астрофизик Тейн Карри говорит, что долговечность Хаббла сыграла важную роль в измерении орбиты протопланеты. Первоначально он скептически относился к тому, что AB Aurigae b является планетой. Архивные данные с "Хаббла" в сочетании с изображениями с "Субару" помогли изменить его мнение.

"Мы не могли обнаружить это движение в течение двух лет, - сокрушается он. - "Хаббл" в сочетании с данными "Субару" обеспечил временную базу в 13 лет, что было достаточно для обнаружения орбитального движения".

По словам другого астрофизика, Гленна Шнайдера, объединение приборов Хаббла для видимого света и приборов для ближнего инфракрасного диапазона - каждый из которых оснащен коронографом - обеспечило необходимый результат.

«Новая, оптимально спроектированная съемка STIS однозначно позволила отделить свет, излучаемый диском и планетой, от фонового "загрязнения" остаточного звездного света и создать изображения видимого света высочайшей точности, - говорит он. - "NICMOS с гораздо более совершенной обработкой данных ближнего инфракрасного диапазона, полученных 13 годами ранее, предоставил нам временную базу, необходимую для изучения движения планет в диске".

Система формирования изображений экзопланет SCExAO телескопа "Субару" помогла команде отличить протопланету, погребенную в диске, от небольшой структурной особенности в самом диске.

"Экстремальная адаптивная оптика Subaru Telescope выхватила изображение AB Aur b из яркого структурированного диска, окружающего звезду, что позволило нашим инфракрасным инструментам подтвердить его природу", - уточняет Оливье Гион, астроном из обсерватории Стюард и профессор Колледжа оптических наук Университета Аризоны, который является главным исследователем инструмента SCExAO.

AB Aurigae. Изображения Hubble

Кевин Вагнер, научный сотрудник НАСА Хаббл/Саган в обсерватории Стюард, сыграл ключевую роль в распутывании дисковых структур, маскирующихся под планеты, и в создании надежных доказательств присутствия планеты-гиганта.

"Особенности спирального рукава, которые мы наблюдали в этом диске, - это как раз то, чего следует ожидать, если в присутствии этих пылевых структур находится планета с массой Юпитера или больше, - подчеркивает Вагнер. - Массивная планета должна возмущать их в точности так, как мы видим здесь".

 

По словам Карри, вклад команды из Университета Аризоны был чрезвычайно важен для этой работы, которая "проливает новый свет на наше понимание различных способов формирования планет".

"Потребовалось накопление доказательств с Земли и из космоса, прежде чем мы пришли к выводу, что это действительно планета", - заявил астрофизик.

Понимание ранних эпох формирования юпитероподобных планет дает астрономам больше контекста для истории нашей Солнечной системы. Это открытие показывает путь для будущих исследований химического состава протопланетных дисков, подобных AB Aurigae.