С помощью телескопов ALMA японские астрономы обнаружили вокруг звезды 49 Кита большое количество газа. Звезде 40 миллионов лет, и обычные теории формирования планет предсказывают, что к этому возрасту газ в окружающем ее диске должен был исчезнуть. Большое количество газа вокруг 49 Кита заставляет ученых пересмотреть теории о формирования планет, сообщается на сайте ALMA.
Планеты образуются в газообразных пылевых дисках вокруг молодых звезд – протопланетных дисках. Частицы пыли собираются вместе, образуя планеты, подобные Земле, или становятся ядрами более массивных планет, собирая большое количество газа с диска и образуя газообразные планеты-гиганты, похожие на Юпитер. Согласно современным теориям, со временем газ в диске либо включается в планеты, либо уносится «ветром» из ионизированных частиц от центральной звезды. В конце концов, звезда остается в окружении планет и диска из оставшейся пыли. Этот пылевой диск означает, что процесс формирования планет почти завершен.
Однако, как показывает недавнее открытие астрономов, помимо пыли, в диске может остаться и некоторое количество газа – и иногда очень большое количество. Так, в пылевом диске вокруг звезды 49 Кита исследователи из Национальной астрономической обсерватории Японии (NAOJ) обнаружили газ, содержащий атомы углерода. При этом его оказалось в 10 раз больше, чем показывают теоретические оценки.
Благодаря высокому разрешению телескопов ALMA, команда впервые увидела, как атомы углерода располагаются в пространстве пылевого диска. Оказалось, что атомы углерода распределены более широко, чем окись углерода – вторая по распространенности молекула газа, которая встречается вокруг молодых звезд (на первом месте – водород). Количество атомов углерода в диске вокруг 49 Кита настолько велико, что команда даже обнаружила слабые радиоволны от более редкой формы углерода – изотопа 13C. Обычно оно скрыто за излучением 12C.
Почему в сформировавшейся системе осталось так много газа? Исследователи предложили два сценария. Согласно первому, это остаточный газ, который пережил процесс рассеивания в заключительной фазе формирования планеты. Однако количество газа около 49 Кита сопоставимо с количеством газа вокруг более молодых звезд в фазе формирования активной планеты. Нет теоретических моделей, объясняющих, как могло большое количество газа сохраняться так долго. Другой сценарий предполагает, что газ был выпущен столкновениями маленьких тел как кометы. Но количество столкновений, необходимых для объяснения большого количества газа около 49 Кита, слишком велико, чтобы его можно было учесть в современных теориях. Последние результаты наблюдений ALMA заставляют ученых пересмотреть модели формирования планет.
Результаты исследования опубликованы в журнале Astrophysical Journal Letters.
На фото: синим цветом – газ из атомов углерода, зеленым – монооксид углерода, красным – пыль.
[Фото: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), HIGUCHI ET AL.]
