Ученые уже достаточно давно знают, что вокруг звезды Фомальгаута существует мощное обломочное кольцо. Причина этого — планета, искажающая его форму.
Загадка диска звезды Фомальгаут
Астрономы, использующие Большой миллиметровый / субмиллиметровый массив Атакама (ALMA), получили изображение наивысшего разрешения на сегодняшний день, открывающее новые подробности необычной и загадочной архитектуры диска обломков, окружающего Фомальгаут, одну из самых ярких и лучше изученных звезд в нашем.
Дисковые структуры из обломков представляют собой огромные пояса пыли и каменистые тела, похожие на пояс астероидов нашей Солнечной системы, но гораздо больше. Непропорциональность (или эксцентриситет) диска Фомальгаута увлекает астрономов уже почти два десятилетия.
Международная исследовательская команда во главе с астрономами Центра астрофизики (Гарвард, Смитсоновский институт и Университет Джона Хопкинса) опубликовала две статьи, анализирующие эти новые наблюдения. Ученые обнаружили, что диск Фомальгаута не просто эксцентричен — его эксцентриситет меняется в зависимости от расстояния до звезды.
Новый подход к моделированию диска
В отличие от предыдущих моделей, подразумевающих равномерный или «фиксированный» эксцентриситет, их новая модель, разработанная на основе данных, показывает, что форма диска становится менее вытянутой (или менее эксцентричной) с последующим расстоянием от Фомальгаута. Эта морфология известна как отрицательный градиент эксцентриситета. Вы можете представить себе оползни между звездой и центром кольца, что очень похоже на кольца Сатурна, если бы Сатурн не сидел аккуратно посередине.
Используя изображения ALMA высокого разрешения на длинах волн 1,3 мм, команда настроила новую модель для данных, учитывающую радиус, ширину и асимметрию диска, с эксцентричной моделью кольца, которая может изменять свой эксцентриситет с расстоянием от звезды. Лучшая модель указала на резкое уменьшение эксцентриситета с расстоянием, как и предполагалось динамическими теориями того, как планеты могут формировать диски обломков, но их до сих пор не наблюдали во Вселенной.
Древние скрытые планеты
Этот негативный градиент дает подсказки о скрытых планетах, пока невидимых для астрономов, вращающихся вокруг Фомальгаута. Новая модель указывает на то, что вращающаяся внутри диска Фомальгаута массивная планета могла сформировать его профиль эксцентриситета на ранних стадиях истории экзопланетной системы. Необычная форма диска обломков, вероятно, сформировалась в юности системы, во время фазы протопланетного диска, и сохраняется в таком виде более 400 млн лет благодаря постоянному притягиванию и отталкиванию этой планеты.
Команда ученых также исключила возможность того, что эксцентриситет кольца фиксирован по расстоянию от звезды. То есть, исследователи не смогли найти модель с фиксированным эксцентриситетом, которая могла бы объяснить необычные особенности в диске Фомальгаута. Сравнивая старые и новые модели, ученые могут теперь лучше интерпретировать этот диск и восстановить историю и современное состояние этой динамической системы.
Исследователи надеются, что эта новая модель будет дополнительно протестирована с использованием новых наблюдений ALMA, которые недавно были утверждены. Ученые стремятся найти новые подсказки, которые помогут обнаружить скрытую планету.
Команда поделилась кодом модели эксцентриситета, разработанным для этого опубликованного исследования, чтобы другие астрономы могли применить его к подобным системам.
По материалам phys.org
