Ново изследване разкрива тайните за това как се раждат планетите

В поредица от изследвания екип от астрономи хвърли светлина върху завладяващия и сложен процес на планетообразуване. Зашеметяващите изображения са заснети с помощта на Very Large Telescope на Европейската южна обсерватория (ESO) в Чили. Те представляват едно от най-големите досега изследвания на планетообразуващи дискове. Проучването обединява наблюдения на повече от 80 млади звезди, около които може да се образуват планети.

„Това е промяна в нашата област на изследване“, казва Кристиан Гински, преподавател в университета в Голуей, Ирландия, и водещ автор на една от трите нови статии, публикувани в Astronomy & Astrophysics*. „Преминахме от интензивното изследване на отделни звездни системи до този огромен преглед на цели звездообразуващи региони.“

Към днешна дата са открити повече от 5000 планети, които обикалят около звезди, различни от Слънцето, често в системи, значително различни от нашата Слънчева система. За да разберат къде и как възниква това разнообразие, астрономите трябва да наблюдават богатите на прах и газ дискове. Те се откриват най-добре в огромните газови облаци, където се формират самите звезди.

86 звезди в три различни звездообразуващи региона

Новите изображения демонстрират изключителното разнообразие от планетообразуващи дискове. „Някои от тези дискове показват огромни спирални рамена, вероятно са задвижвани от сложния „танц“ на орбитиращите планети“, казва Гински. „Други показват пръстени и големи кухини, издълбани от формирането на планети. Трети пък изглеждат гладки и почти спящи сред цялата тази суматоха от дейности“, добавя Антонио Гаруфи, астроном от Астрофизичната обсерватория Арчетри, Италианския национален институт по астрофизика (INAF), и водещ автор на една от статиите.

Екипът е изследвал общо 86 звезди в три различни звездообразуващи региона на нашата Галактика. Toва са Телец и Хамелеон I (на около 600 светлинни години от Земята), и Орион (на около 1600 светлинни години от нас). Известно е, че именно Орион е родно място на няколко по-масивни от Слънцето звезди. Наблюденията са събрани от голям международен екип, включващ изследователи от повече от 10 държави.

Екипът успя да събере няколко ключови извода от набора от данни. Например в Орион те откриха, че звездите в групи от две или повече е по-малко вероятно да имат големи планетообразуващи дискове. Това е значителен резултат, като се има предвид, че за разлика от нашето Слънце, повечето звезди в нашата Галактика имат звезди-спътници. Освен това неравномерният външен вид на дисковете в този регион предполага възможността за съществуването на масивни планети в тях.

39-метрово огледало на Extremely Large Telescope (ELT)

Планетообразуващите дискове могат да се простират на разстояния, стотици пъти по-големи от разстоянието между Земята и Слънцето. Поради това тяхното местоположение на няколко стотици светлинни години от нас ги кара да изглеждат като малки точици в нощното небе. За да наблюдава дисковете, екипът използва усъвършенствания спектро-поляриметричен инструмент за изследване на екзопланети (SPHERE), монтиран на VLT. Най-съвременната адаптивна оптична система на SPHERE коригира турбулентните ефекти на земната атмосфера. Така тя дава по-ясни изображения на дисковете. Това означава, че екипът е успял да изобрази дискове около звезди с толкова ниска маса, колкото половината от масата на Слънцето. Те обикновено са твърде слаби за повечето други инструменти, които са налични днес.

Допълнителни данни за проучването бяха получени с помощта на инструмента X-shooter на VLT. Той позволи на астрономите да определят колко млади и колко масивни са звездите. Големият милиметров/субмилиметров масив Atacama (ALMA) помогна на екипа да разбере повече за количеството прах около някои от звездите.

С напредването на технологиите екипът се надява да навлезе още по-дълбоко в сърцето на планетообразуващите системи. Голямото 39-метрово огледало на Extremely Large Telescope (ELT) на ESO например ще позволи на екипа да изучава най-вътрешните региони около млади звезди. Там се предполага, че може да се формират скалисти планети, подобни на Земята.

„Почти поетично е, че процесите, които бележат началото на формирането на планети и в крайна сметка живот в нашата собствена Слънчева система, трябва да бъдат толкова красиви“, заключава Пер-Гунар Валегорд, докторант в университета в Амстердам, Холандия, който ръководи изследването на Орион. Валегорд, който също е учител на непълно работно време в International School Hilversum в Холандия, се надява изображенията да вдъхновят неговите ученици да станат изследователи в бъдеще.

*Трите нови научни статии можете да намерите долу:
DOI: https://doi.org/10.1051/0004-6361/202347452
DOI: https://doi.org/10.1051/0004-6361/202347586
DOI: https://doi.org/10.1051/0004-6361/202244005