Астрономи зробили найчіткіші на сьогодні зображення 24 уламкових дисків, що обертаються навколо далеких зірок, відкриваючи важливе уявлення про хаотичну та перехідну фазу між формуванням планети та розвиненими системами екзопланет. Ці диски є залишками пилу та планетезималей, що залишилися від формування планет, по суті позасонячних аналогів наших власних астероїдів і поясів Койпера.
Відсутня ланка в планетарній еволюції
Протягом багатьох років вчені вивчали як ранні етапи формування планет (протопланетні диски), так і повністю розвинені екзопланетні системи. Диски уламків заповнюють критичну прогалину: «підлітковий період» Сонячної системи, коли планети стабілізуються на своїх орбітах, зіткнення все ще є звичайним явищем, а загальна структура формується гравітаційними силами.
Диски уламків тьмяні, тому їх важко спостерігати. Однак, використовуючи великий міліметровий/субміліметровий масив Atacama (ALMA), команда під керівництвом Мередіт Хьюз з Уесліанського університету подолала ці труднощі, створивши зображення високої роздільної здатності в рамках дослідження роздільної здатності субструктури ALMA Exocuiper (ARKS).
Різноманітні структури розкривають динамічну історію
Спостереження показують дивовижну різноманітність цих дисків. Це не просто прості кільця, як іноді можна побачити навколо молодих зірок. Натомість багато з них демонструють:
- Кілька кілець і розривів вказують на наявність планет, які з часом утворили диск.
- Структури у формі гало, потенційно спричинені залишковим газом або гравітаційною взаємодією.
- Асиметричні форми, що вказують на триваючі зіткнення або вплив невидимих планет.
Приблизно третина дисків демонструє чіткі субструктури, тобто диски не є гладкими, а містять залишки ранніх стадій формування планети. Деякі диски здаються спокійними та розсіяними, тоді як інші здаються хаотичними та роздутими, відображаючи суміш стабільних та розрізнених об’єктів у нашій власній Сонячній системі.
Утримання газу та продовження еволюції
Примітно, що кілька дисків утримують газ набагато довше, ніж очікувалося, що може вплинути на хімічний склад будь-яких планет, які все ще формуються в них. Команда також виявила, що багато дисків односторонні, що вказує на гравітаційні поштовхи від прихованих планет або шрами від минулих планетних міграцій.
«Ці диски фіксують період, коли орбіти планет перетасувалися, і величезні удари… сформували молоді сонячні системи», — сказав Лука Матра, астроном з Трініті-коледжу Дубліна. Дослідження ARKS забезпечує новий золотий стандарт для вивчення уламкових дисків, що дозволяє вченим розшифрувати, чи була історія нашої Сонячної системи спільною чи унікальною.
Це дослідження підкреслює бурхливий і динамічний характер еволюції планетних систем. Отримані дані свідчать про те, що історія нашої Сонячної системи може бути не аномалією, а скоріше типовим результатом складних процесів, які відбуваються після формування планет.
Результати були опубліковані в журналі Astronomy & Astrophysics.
