Три звезды лепят странную планетную систему на глазах астрономов

Учёные впервые наблюдали, как три звезды разрывают на части окружающий их протопланетный диск. Из этого материала должна родиться планетная система, совершенно не похожая на Солнечную.

Достижение описано в научной статье, опубликованной в журнале Science.

Как известно, планетные системы образуются из дискообразных облаков газа и пыли. Сначала в центре такого диска возникает звезда, а затем из оставшегося материала формируется её многочисленное семейство – планеты, астероиды, кометы. Если в системе зародилось только одно солнце, то орбиты всех миров лежат практически в одной плоскости (в той, в которой вращался диск).

Но большинство известных звёзд – двойные или кратные. Другими словами, в центре газопылевого облака часто формируется не одно светило, а пара, тройка и так далее.

Гравитация нескольких солнц тянет разные части диска в разные стороны. Из-за этого он изгибается и разрывается на части. Из фрагментов исковерканного диска рождаются планеты, которые обращаются вокруг центральных светил по сильно наклонённым и вытянутым орбитам. Такая система будет совершенно не похожа на Солнечную. Напомним, что в нашей планетной системе орбиты всех миров лежат в одной плоскости и имеют форму почти идеальных окружностей.

До сих пор разрыв протопланетного диска системой из нескольких звёзд был лишь теоретическим построением. Теперь же астрономы впервые наблюдали этот процесс воочию.

Речь идёт о системе GW Ориона, находящейся в 1300 световых годах от Земли. Она состоит из трёх звёзд и окружающего их протопланетного диска.

Наблюдения на двух уникальных инструментах – самом большом оптическом телескопе VLT и крупнейшем телескопе субмиллиметрового диапазона ALMA – позволили детально изучить трёхмерную структуру этого газопылевого облака.

"Полученные нами изображения показывают, что перед нами экстремальный случай протопланетного диска: он совершенно не плоский, а изогнутый и содержит кольцо со смещённым центром, оторванное от самого диска", ‒ рассказывает первый автор статьи Стефан Краус (Stefan Kraus) из Эксетерского университета.

Кольцо, о котором идёт речь, расположено вблизи тройки звёзд. Оно отделено от внутреннего края диска промежутком. Астрономы обнаружили даже тень, которую кольцо отбрасывает на диск.

Масса этого кольца – около 30 земных. Этого достаточно для формирования экзопланет, и эти миры будут вращаться вокруг своего тройного солнца по сильно наклонённым орбитам.

Более того, орбиты трёх звёзд тоже не лежат в одной плоскости ни друг с другом, ни с диском.

Компьютерное моделирование подтвердило, что столь сложная структура образовалась из-за соперничающей гравитации трёх светил. Три солнца притягивали разные части диска в разные стороны, из-за чего он деформировался и разорвался. Предполагаемый сценарий этого процесса показан в видеоролике ниже.

Между тем другая исследовательская группа, также использующая ALMA, получила несколько иные результаты. По их данным, в системе сразу три газопылевых кольца. При этом внешнее кольцо – самое большое из когда-либо наблюдавшихся в протопланетных дисках. А такая картина требует наличия в системе хотя бы одной сформировавшейся экзопланеты.

"Мы считаем, что, для того чтобы объяснить, почему диск разорван, необходимо допустить присутствие планеты между кольцами", ‒ заявляет Цзяцин Би (Jiaqing Bi) из Университета Виктории в Канаде, первый автор статьи, опубликованной в издании Astrophysical Journal Letters.

Будущие наблюдения помогут подробнее изучить структуру системы GW Ориона. Но уже ясно, что она резко отличается от Солнечной. Её исследование расширяет наши представления о многообразии планетных семейств, разбросанных по Вселенной.

К слову, ранее Вести.Ru рассказывали о самой гармоничной планетной системе. Писали мы и об экзопланете с двойным солнцем, похожей на Татуин из киноэпопеи "Звёздные войны".