Астрономы получили самые четкие изображения на сегодняшний день 24 обломковых дисков, вращающихся вокруг далеких звезд, что позволило получить важные сведения о хаотичной и переходной фазе между формированием планет и развитыми экзопланетными системами. Эти диски — остатки пыли и планетезималей, оставшиеся после формирования планет, по сути, внесолнечные аналоги наших собственных поясов астероидов и Куйпера.
Недостающее Звено в Планетарной Эволюции
В течение многих лет ученые изучали как ранние стадии формирования планет (протопланетные диски), так и полностью развитые экзопланетные системы. Обломковые диски заполняют критический пробел: «подростковый период» солнечной системы, когда планеты стабилизируются на орбитах, столкновения все еще распространены, а общая структура формируется под действием гравитационных сил.
Обломковые диски тусклые, что затрудняет их наблюдение. Однако, используя Атакамскую большую миллиметровую/субмиллиметровую решетку (ALMA), группа под руководством Мередит Хьюз из Университета Уэслиана преодолела эти трудности, создав изображения высокого разрешения в рамках обзора ALMA для разрешения экзокуйперовских подструктур (ARKS).
Разнообразные Структуры Раскрывают Динамичную Историю
Наблюдения показывают удивительное разнообразие среди этих дисков. Они не просто простые кольца, как иногда можно увидеть вокруг молодых звезд. Вместо этого многие из них демонстрируют:
- Множественные кольца и промежутки, указывающие на наличие планет, которые со временем сформировали диск.
- Галообразные структуры, потенциально вызванные остаточным газом или гравитационными взаимодействиями.
- Асимметричные формы, намекающие на продолжающиеся столкновения или влияние невидимых планет.
Примерно треть дисков показывает четкие подструктуры, то есть диски не гладкие, а содержат остатки более ранних стадий формирования планет. Некоторые диски кажутся спокойными и разбросанными, в то время как другие — хаотичными и вздутыми, что отражает смесь стабильных и рассеянных объектов в нашей собственной Солнечной системе.
Удержание Газа и Продолжающаяся Эволюция
Примечательно, что несколько дисков удерживают газ гораздо дольше, чем ожидалось, что может повлиять на химию любых планет, все еще формирующихся внутри них. Команда также обнаружила, что многие диски являются односторонними, что указывает на гравитационные толчки от скрытых планет или шрамы от прошлых миграций планет.
«Эти диски фиксируют период, когда планетарные орбиты были перетасованы, и огромные удары…формировали молодые солнечные системы», — сказал Лука Матра, астроном из Тринити-колледжа в Дублине. Обзор ARKS предоставляет новый золотой стандарт для изучения обломковых дисков, позволяя ученым расшифровать, была ли история нашей Солнечной системы обычной или уникальной.
Это исследование подчеркивает жестокую и динамичную природу эволюции планетарных систем. Полученные данные свидетельствуют о том, что история нашей Солнечной системы может быть не аномалией, а скорее типичным результатом сложных процессов, следующих за формированием планет.
Результаты опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics.
