Група астрономів, що працюють з Дуже Великим Телескопом Європейської Південної Обсерваторії опублікувала дослідження, у якому повідомила про унікальне пряме спостереження двох планет у молодій зоряній системі.
Відкриттям екзопланет зараз нікого не здивуєш, оскільки вони відбуваються чи не щодня. Зазвичай ці відкриття здійснюються непрямими методами – коли ми не бачимо безпосередньо саму планету, а оцінюємо розмір та параметри орбіти планети за її впливом на власну зорю.
Однак і самі планети, попри те, що це значно складніше, вже вдавалося сфотографувати раніше. Але дослідження системи PDS 70 дійсно можна вважати особливим. Цього разу астрономам вдалося сфотографувати одразу дві планети, що входять до складу однієї системи. Ба більше, інша стаття розглядає диск навколо екзопланети PDS 70 b, який вказує на можливе зародження великого супутника. Загалом, це лише другий випадок в історії, коли вдалося сфотографувати цілу «родину планет».
І хоча на попередньому знімку системи HR 8799 видно аж чотири планети, PDS 70 є значно цікавішою. Хоча обидві зорі дуже молоді і тільки завершують процес свого формування, HR 8799 має вік у 30 мільйонів років, і газопиловий диск навколо неї вже помітно зменшився. Це вказує на завершення процесу формування планет.
Наближення до зоряної системи PSD 70. ESO.
PDS 70 має вік усього у 6 мільйонів років. Ця зоря розташована на відстані близько 370 світлових років від нас. Вона трохи менша та легша за наше світило. Попередні знімки показали, що вона оточена щільним газопиловим диском. А 2018 року біля неї було відкрито дві планети. Астрономи зрозуміли, що у них є унікальний шанс – вперше сфотографувати планети в процесі їх формування.
Від тіней до яскравих об’єктів
Дослідження екзопланет нагадує складання пазлу – кожна із груп дослідників відкриває свій шматочок великої картини, розтягнутої у часі та просторі. Минулого року дослідники опублікували кілька робіт зі знімками планетних систем, що перебувають на стадії формування. Самих протопланет на них видно не було, але великі кільцеподібні проміжки у протопланетних дисках нічим, крім слідів новонароджених планет, бути не могли.
Зоря PDS 70 затемнена в центрі зображення, а планету PDS 70 b, видно яскравою крапкою праворуч. Астрономи щойно відкрили другу новонароджену планету, що обертається навколо PDS 70. Джерело: ESO/A. Müller et al
Цього разу дослідникам вперше вдалося зазирнути у ці проміжки та розгледіти в них планети. Найближча з планет системи PDS 70 обертається навколо домашньої зорі на відстані близько 3,2 мільярда км, трохи більше відстані між Сонцем та Ураном. Вона являє собою надзвичайно великий газовий гігант, маса якого оцінюється від 4 до 17 мас Юпітера.
Інфрачервоне зображення PDS 70b (зліва) більше схоже на те, що очікували б побачити астрономи, якби планета мала власний газопиловий диск (центр), а не була окремою планетою (ПРАВОРУЧ), як припускалося раніше.
Друга планета знаходиться ще далі від зірки, практично на краю газопилового диска. Відстань до неї можна порівняти з відстанню від Сонця до Нептуна. Це теж досить великий газовий гігант, маса якого оцінюється від 1 до 10 мас Юпітера. Обидві планети продовжують активно рости, збираючи пил і газ зі свого оточення. Тіла обертаються у резонансі 1 до 2, що говорить про те, що вони вже досить давно перебувають на тих орбітах, на яких їх спостерігали дослідники.
Нове дослідження стало можливим завдяки застосуванню нового спектрографа MUSE, розташованого на Дуже великому телескопі. Цей інструмент був передусім призначений для дослідження водню у галактиках та зоряних скупченнях, однак дослідники вирішили, що він чудово підійде і для знімків протопланетних дисків. У майбутньому для цих цілей буде використовуватися спектрограф на космічному телескопі Джеймса Веба, запуск якого тільки планується.
Детектор MUSE. Джерело: ESO
Нове дослідження дозволило нам вкласти ще один шматочок у пазл картини еволюції планетних систем. Але питань залишилося чи не більше, ніж було до того. Наскільки характерною є еволюція системи PDS 70? Як потім відбуваються міграції планет у таких системах? Коли саме наступає фінальний етап формування планет? На усі ці питання допоможуть відповісти лише нові спостереження.
Nature Astronomy (2019), doi: 10.1038/s41550-019-0780-5.
Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту та натисніть Ctrl+Enter.