Обнаружена первая экзопланета с околопланетным диском

Используя комплекс радиотелескопов ALMA, расположенный в пустыне Атакама в Чили, астрономы впервые обнаружили околопланетный диск, формирующий спутники вокруг одной из экзопланет. Результаты исследования опубликованы в журнале Astrophysical Journal Letters.

Рассматриваемый диск окружает экзопланету PDS 70c — одну из двух гигантских планет, похожих на Юпитер, вращающихся вокруг звезды PDS 70 в созвездии Центавра, расположенной на расстоянии около 400 световых лет от нас. Ученые и раньше предполагали, что эта планета окружена диском, в котором формируются спутники, но не хватало технических возможностей для его обнаружения — контуры диска сливались с окружающей средой.

Теперь же, используя комплекс радиотелескопов ALMA Европейской южной обсерватории (ESO), астрономы впервые однозначно подтвердили наличие диска вокруг планеты за пределами Солнечной системы.

"Наша работа представляет собой четкое обнаружение диска, в котором могут формироваться спутники, — приводятся в пресс-релизе ESO слова руководителя исследования Мириам Бенисти (Myriam Benisty) из Университета Гренобля во Франции и Чилийского университета. — Наблюдения ALMA были получены с таким прекрасным разрешением, что мы смогли не только четко определить, что диск связан с планетой, но и впервые ограничить его размер".

По своим размерам диск вокруг PDS 70c примерно в 500 раз больше, чем кольца Сатурна. Его диаметр примерно равен расстоянию от Земли до Солнца, а масса достаточна, чтобы сформировать три спутника размером с Луну.

По мнению авторов, их открытие — важный шаг на пути выяснения того, как формируются планеты и откуда у них появляются спутники.

"Эти новые наблюдения чрезвычайно важны для доказательства теорий образования планет, которые не могли быть проверены до сих пор", — говорит еще один автор статьи, Джахан Баэ (Jaehan Bae) из Лаборатории Земли и планет Института науки Карнеги в США.

Существующая теория предполагает, что планеты формируются в пылевых дисках вокруг молодых звезд, постепенно поглощая материал из околозвездного диска и "проедая" в нем полости по мере роста. Авторы доказали, что в ходе этого процесса некоторые планеты могут обзавестись собственным околопланетным диском, который способствует росту планеты, регулируя количество падающего на нее материала. В то же время газ и пыль в околопланетном диске могут объединяться во все более крупные тела в результате множественных столкновений, что в конечном итоге приводит к рождению лун.

"К настоящему времени обнаружено более четырех тысяч экзопланет, но все они находятся в зрелых системах, — объясняет Мириам Кепплер (Miriam Keppler), научный сотрудник Института астрономии Макса Планка в Германии, участвовавшая в исследовании. — PDS 70b и PDS 70c, которые образуют пару типа Юпитер — Сатурн, — единственные две обнаруженные на данный момент экзопланеты, которые все еще остаются в процессе формирования".

Пока PDS 70 — это единственная система, на примере которой астрономы могут наблюдать и изучать процессы образования планет и их спутников. Авторы надеются, что много новых данных об этой системе они получат после того, как будет введен в строй Чрезвычайно большой телескоп ESO (ELT), который в настоящее время строится на горе Серро-Армасонес в чилийской пустыне Атакама.

В частности, с помощью инфракрасного сканера и спектрографа ELT можно будет наблюдать за движением газа вокруг PDS 70c, что даст возможность построить трехмерное изображение планетной системы.