Науковці використали оптичні та радіотелескопи для того, аби дослідити 73 протопланетні диски. Саме із цих газопилових утворень потім формуються планети. Проте нові дослідження показали, що вони є значно меншими за розміром, ніж вважалося досі.
Нове дослідження
Багато протопланетних дисків, в яких формуються нові планети, набагато менші, ніж вважалося. За допомогою Атакамської великої міліметрової / субміліметрової решітки (ALMA) вчені Лейденської обсерваторії (Нідерланди) дослідили 73 протопланетні диски в регіоні Вовка. Вони виявили, що багато молодих світил містять скромні диски з газу і пилу, деякі з них розміром до 1,2 астрономічних одиниць. Дослідження, прийняте до публікації в журналі Astronomy & Astrophysics, встановлює важливий зв’язок між спостережуваними протопланетними дисками й екзопланетами.
За останнє десятиліття астрономи сфотографували сотні протопланетних дисків навколо молодих зір за допомогою потужних радіотелескопів на Землі, таких як ALMA. У порівнянні з розмірами нашої Сонячної системи, багато з цих дисків простягається далеко за межі орбіти Нептуна, найвіддаленішої планети. Крім того, більшість дисків мають прогалини, де, як вважається, формуються гігантські планети. Дослідження кандидата наук Осмара М. Герра-Альварадо, постдока Маріани Б. Санчес та доцента Нінке ван дер Марель із Лейденської обсерваторії тепер показують, що ці диски можуть бути нетиповими.
Розміри протопланетних дисків
Використовуючи ALMA, дослідники сфотографували всі відомі протопланетні диски навколо молодих світил у регіоні Вовка, зоретворному регіоні, розташованому приблизно в 400 світлових роках від Землі в південному сузір’ї Вовка. Дослідження показало, що дві третини з 73 дисків є малими, із середнім радіусом шість астрономічних одиниць. Це приблизно орбіта Юпітера. Найменший знайдений диск мав радіус лише 0,6 астрономічних одиниці, що менше, ніж орбіта Землі.
«Ці результати повністю змінюють наше уявлення про те, який вигляд має «типовий» протопланетний диск, — говорить Герра-Альварадо. — Лише найяскравіші диски, які найлегше спостерігати, мають великомасштабні розриви, тоді як компактні диски без таких субструктур насправді зустрічаються набагато частіше».
Оптимальні умови для суперземель
Малі диски в основному були знайдені навколо зір із низькою масою, з масою від 10 до 50% сонячної. Це найпоширеніший тип світил у Всесвіті.
«Спостереження також показують, що ці компактні диски можуть мати оптимальні умови для формування так званих суперземель, оскільки більша частина пилу перебуває близько до зорі, де зазвичай розташовані суперземлі», — говорить Санчес. Суперземлі — це кам’янисті планети, подібні до Землі, але з масою, що вдесятеро перевищує масу нашої планети. Це також може пояснити, чому суперземлі часто зустрічаються навколо зір із низькою масою.
Крім того, дослідження припускає, що наша Сонячна система сформувалася з великого протопланетного диска, який створив великі газові планети, такі як Юпітер і Сатурн, але не суперземлю. Суперземлі вважаються найпоширенішими типами планет у Всесвіті.
Відсутня ланка
Дослідження встановлює «відсутню ланку» між спостереженнями протопланетних дисків і спостереженнями екзопланет. «Виявлення того, що більшість малих дисків не мають проміжків, означає, що більшість світил не містять гігантських планет, — каже Ван дер Марель. — Це узгоджується з тим, що ми бачимо в популяціях екзопланет навколо повноцінних зір. Ці спостереження безпосередньо пов’язують популяцію диска з популяцією екзопланет».
Для свого дослідження науковці використовували спостереження ALMA, зроблені в 2023 і 2024 роках, з максимально можливою роздільною здатністю 0,030 дугових секунд. Вони також використали архівні дані, щоб вперше створити повне дослідження диска з високою роздільною здатністю цілого зоретворного регіону.
Ван дер Марель каже: «Дослідження показує, що ми довго помилялися щодо того, який вигляд має типовий диск. Очевидно, що ми упереджено ставилися до найяскравіших і найбільших дисків. Тепер нарешті маємо повний огляд дисків усіх розмірів».
За матеріалами phys.org
