Новое исследование, принятое к публикации в журнале Astronomy & Astrophysics, кардинально меняет наше представление о размерах протопланетных дисков — областей газа и пыли, окружающих молодые звезды, из которых формируются планеты. Группа ученых из Лейденской обсерватории (Нидерланды) под руководством аспиранта Осмара М. Герра-Альварадо, постдока Марианы Б. Санчес и доцента Ниенке ван дер Марел обнаружила, что большинство протопланетных дисков значительно меньше, чем предполагалось ранее.
Исследователи использовали Атакамскую большую миллиметровую/субмиллиметровую решетку (ALMA) — один из самых мощных радиотелескопов в мире — для наблюдения за 73 протопланетными дисками в области звездообразования Волк, расположенной примерно в 400 световых годах от Земли. Наблюдения проводились в период 2023-2024 годов с беспрецедентным разрешением в 0,030 угловых секунды, что позволило получить детальные изображения даже относительно тусклых дисков.
Результаты оказались поразительными: две трети из 73 исследованных дисков имеют небольшие размеры со средним радиусом всего 6 астрономических единиц (а. е.), что примерно соответствует орбите Юпитера в нашей Солнечной системе. Самый маленький обнаруженный диск имел радиус всего 0,6 а. е., что меньше орбиты Земли. Важно отметить, что эти малые диски были обнаружены преимущественно вокруг звезд с низкой массой, составляющей от 10 до 50% массы Солнца.
«Наше исследование показывает, что предыдущие наблюдения были смещены в сторону самых ярких и крупных дисков, создавая искаженное представление о типичных размерах протопланетных систем», — отмечают исследователи. В отличие от более крупных дисков, малые диски обычно не демонстрируют наличия щелей или пробелов в своей структуре.
Одним из наиболее значимых выводов исследования является то, что большинство звезд, вероятно, не имеют условий для формирования гигантских планет. Вместо этого, малые диски создают оптимальные условия для образования суперземель — каменистых планет массой до 10 раз больше Земли. Это согласуется с наблюдениями экзопланет вокруг зрелых звезд, где суперземли являются наиболее распространенным типом планет.
Данное открытие устанавливает важное связующее звено между наблюдениями протопланетных дисков и популяциями экзопланет, объясняя, почему суперземли часто обнаруживаются вокруг звезд с низкой массой. Кроме того, результаты исследования позволяют предположить, что наша Солнечная система сформировалась из нетипично большого протопланетного диска, что делает ее скорее исключением, чем правилом.
Методологическая значимость этой работы также заслуживает внимания, поскольку это первое полное исследование дисков с высоким разрешением для целого региона звездообразования. Исследование демонстрирует, что телескоп ALMA способен успешно визуализировать относительно тусклые диски, открывая новые возможности для будущих наблюдений.
Изображение носит иллюстративный характер
Исследователи использовали Атакамскую большую миллиметровую/субмиллиметровую решетку (ALMA) — один из самых мощных радиотелескопов в мире — для наблюдения за 73 протопланетными дисками в области звездообразования Волк, расположенной примерно в 400 световых годах от Земли. Наблюдения проводились в период 2023-2024 годов с беспрецедентным разрешением в 0,030 угловых секунды, что позволило получить детальные изображения даже относительно тусклых дисков.
Результаты оказались поразительными: две трети из 73 исследованных дисков имеют небольшие размеры со средним радиусом всего 6 астрономических единиц (а. е.), что примерно соответствует орбите Юпитера в нашей Солнечной системе. Самый маленький обнаруженный диск имел радиус всего 0,6 а. е., что меньше орбиты Земли. Важно отметить, что эти малые диски были обнаружены преимущественно вокруг звезд с низкой массой, составляющей от 10 до 50% массы Солнца.
«Наше исследование показывает, что предыдущие наблюдения были смещены в сторону самых ярких и крупных дисков, создавая искаженное представление о типичных размерах протопланетных систем», — отмечают исследователи. В отличие от более крупных дисков, малые диски обычно не демонстрируют наличия щелей или пробелов в своей структуре.
Одним из наиболее значимых выводов исследования является то, что большинство звезд, вероятно, не имеют условий для формирования гигантских планет. Вместо этого, малые диски создают оптимальные условия для образования суперземель — каменистых планет массой до 10 раз больше Земли. Это согласуется с наблюдениями экзопланет вокруг зрелых звезд, где суперземли являются наиболее распространенным типом планет.
Данное открытие устанавливает важное связующее звено между наблюдениями протопланетных дисков и популяциями экзопланет, объясняя, почему суперземли часто обнаруживаются вокруг звезд с низкой массой. Кроме того, результаты исследования позволяют предположить, что наша Солнечная система сформировалась из нетипично большого протопланетного диска, что делает ее скорее исключением, чем правилом.
Методологическая значимость этой работы также заслуживает внимания, поскольку это первое полное исследование дисков с высоким разрешением для целого региона звездообразования. Исследование демонстрирует, что телескоп ALMA способен успешно визуализировать относительно тусклые диски, открывая новые возможности для будущих наблюдений.
