Исследование планетных дисков

hubblesite.org

6 ноября 2014 года

1 октября вышла статья в Астрономическом Журнале за подписью Гленна Шнайдера (Glenn Schneider) и других из обсерватории Стюард ун-та Аризоны. Его команда занималась исследованиями планетных дисков некоторых звезд: «это как смотреть в прошлое затем, чтобы определить, какие события происходили в Солнечной системе после образования планет». При помощи Хаббла команда делала множество снимков в визуальных лучах планетных дисков некоторых звезд возрастом от нескольких миллионов до миллиарда лет.

Планетные диски традиционно считались плоскими – как блины, но, как показало исследование, это был слишком упрощенный взгляд на вещи. Команда четко увидела искажения плоской формы дисков, которое может вызываться как самими планетами внутри, так и внешними причинами – например, быстрым движением звезды через пространство.

Исследование показало, что нет двух совершенно одинаковых дисков. «Мы обнаружили, что системы - не простые, не плоские с гладкой поверхностью.» говорит Шнайдер. «В действительности, они представляют собой сложные трехмерные системы, внутри которых часто видны мелкие структуры». Чтобы иметь возможность сравнения дисков с разными возрастами, их наблюдения покрывают 10 звезд с круглыми планетными дисками плюс еще одну звезду – MP Mus типа T Тельца.

Искажения в диске звезды HD 181327 похожи на выброс пыли, который получается в результате столкновения двух тел.

«Этот выброс материала находится довольно далеко от своей звезды – на расстоянии примерно в два раза большем расстояния Плутона от Солнца» - говорит Кристофер Штарк (Christopher Stark) из космического центра Годдард что в Гринбелте, Мериленд. «Катастрофические разрушения подобного рода, на таком большом расстоянии, очень редки их довольно тяжело объяснить. Если мы действительно сейчас наблюдаем последствия крупного космического столкновения, внутренности планетного диска должны находиться в очень хаотичном состоянии»

Подобные искажения можно также объяснить воздействием невидимой межзвездной среды. «В любом случае, ответ представляет собой волнующую загадку» - говорит Шнайдер. «Наша команда занята пост-обработкой наблюдений, что должно в конце концов привести к разгадке этого ребуса».

В течение последних нескольких лет астрономы открыли большое разнообразие в архитектурах экзопланетных систем. Оказалось, что орбиты экзопланет могут располагаться у своих звезд совершенно отлично от планет Солнечной системы. «И теперь мы видим, что и протопланетные диски так же очень разнообразны» - говорит Шнайдер. «Как планеты влияют на диски? Как диски влияют на планеты? Между планетами и диском должно быть какое-то взаимодействие, которое, определенно, влияет на эволюцию планетных систем».

Самый важный вывод из этой небольшой выборки планетных дисков, по словам Шнайдера, является их разнообразие. Он добавляет, что астрономам нужно понять внешние и внутренние взаимодействия разных факторов в планетных системах, например, таких, как звездные ветра, межзвездные облака материала, масса и возраст центральной звезды и ее металличность.

Хотя с 1995 года астрономы открыли более 4 тысяч кандидатов в экзопланеты, планетных дисков обнаружено всего около двух дюжин. Главной причиной этого является их крайне низкая поверхностная яркость – в 100 000 раз меньше, чем у звезды. К тому же эти диски могут находиться очень близко к своим звездам. Диски стали обнаруживать в последнее время благодаря способности Хаббла к высококонтрастной съемке объектов, когда центральное светило намеренно загораживается специальной заслонкой для блокирования яркого света центральной звезды.

А картина, которую наблюдают в HD 181327, очень похожа на то, что было в системе Земля-Луна или Плутон-Харон 4 млрд лет назад, так что, не исключено, что продолжение наблюдений даст новую информацию о том, как это могло происходить.