ru24.pro
Все новости
Декабрь
2024
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31

ALMA: Впервые зафиксировано, как пыль формирует планеты

А вы когда-нибудь задумывались, как из хаоса космической пыли и газа рождаются планеты? Наша Солнечная система, с её чётко выстроенным парадом планет, — лишь один из миллиардов примеров. Но как именно этот процесс происходит, остаётся загадкой. И вот, благодаря мощным телескопам, таким как Атакамская большая миллиметровая/субмиллиметровая решётка (ALMA), мы начинаем проливать свет на эти тайны.

Звёзды, диски и будущие миры

В самом начале, когда рождается звезда, вокруг неё образуется протопланетный диск — огромное вращающееся облако пыли и газа. Именно здесь, как в космической песочнице, и начинают формироваться планеты. Мельчайшие пылинки слипаются, становясь всё больше и больше, пока, в конечном итоге, не вырастают в полноценные планетарные тела.

Формирование планет, иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

Но как происходит это «слипание»? Что заставляет пыль скапливаться в определенных местах, а не рассеиваться по всему диску? Это сложный процесс, который астрономы пытаются понять, наблюдая за молодыми звёздами и их дисками.

PDS 70: уникальная лаборатория для изучения формирования планет

Одной из таких «лабораторий» является звезда PDS 70. Она особенна тем, что вокруг неё уже сформировались две планеты, а сам протопланетный диск всё ещё присутствует. Это даёт астрономам редкую возможность изучить взаимодействие уже существующих планет с окружающим их веществом.

И тут-то и вступает в дело ALMA, способная «видеть» космос в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах волн. Этот диапазон особенно важен для изучения пыли, которая является основным строительным материалом для планет.

Изображения PDS 70. Слева: полоса 3; посередине: Полоса 7; справа: спектральный индекс между полосами 7 и 3. Интенсивность показана в яркостной температуре с использованием приближения Рэлея-Джинса. Пиковая температура яркости в полосе 7 4,2 K в приближении Рэлея-Джинса соответствует 10,4 K в полной яркостной температуре Планка. Контуры на левой панели показывают 5, 10, 15 и 20-кратное превышение среднеквадратичного уровня шума, а контуры на средней панели — 5-кратное превышение среднеквадратичного уровня шума.
Автор: Kiyoaki Doi et al 2024 ApJL 974 L25 Источник: iopscience.iop.org
Загадочное скопление пыли

И что же показало нам ALMA в случае PDS 70? Оказалось, что за пределами орбит уже существующих планет наблюдается необычная концентрация пылевых зёрен. Не просто равномерное кольцо, как можно было бы ожидать, а именно локальное скопление, словно ком пыли.

Это открытие стало важным шагом вперёд в нашем понимании процесса формирования планет. Позвольте объяснить. Предыдущие наблюдения показали кольцеобразное распределение пыли, но, честно говоря, они не давали чёткой картины. Пыль могла быть настолько плотной, что загораживала сама себя, и мы видели лишь её поверхностный слой. Наблюдения ALMA на более длинной волне (3 мм) помогли увидеть сквозь эту «пыльную завесу», показав, что пыль на самом деле сконцентрирована в определённом месте.

Угловой график MCMC-подгонки для кольца PDS 70 в полосе 3. Пунктирные линии в самых верхних панелях каждого столбца показывают 16-й, 50-й и 84-й процентили предельных распределений. Синие линии показывают параметры, которые максимизируют совместную вероятность.
Автор: Kiyoaki Doi et al 2024 ApJL 974 L25 Источник: iopscience.iop.org
Планета-мама и планета-ребёнок

И вот здесь-то и кроется самое интересное. Похоже, что уже сформированные планеты играют роль своего рода «магнитов» для пыли. Своим гравитационным воздействием они концентрируют её в определённых областях диска, создавая условия для рождения новых планет. Это словно эстафета: одна планета «готовит» почву для следующей.

То есть, по сути, мы наблюдаем не просто статичную картину, а динамичный процесс, где уже сформированные планеты взаимодействуют со своим окружением, «подготавливая» место для будущих поколений. Эта идея проста, и в то же время элегантна.

В верхней колонке показаны радиальные профили интенсивности, а в нижней — профили спектрального индекса. Гаусс в правом верхнем углу левой панели представляет размер пучка в направлении северо-западного пика, а гаусс в правом верхнем углу правой панели показывает главную и малую оси депроецированного пучка.
Автор: Kiyoaki Doi et al 2024 ApJL 974 L25 Источник: iopscience.iop.org
Глядя в будущее

Это открытие не просто очередное «пятно на карте» космоса. Оно даёт нам понимание того, как устроены сложные планетарные системы, подобные нашей собственной. Как именно формируются планеты, как они взаимодействуют друг с другом, и, в конце концов, как из простого набора частиц образуются целые миры.

И здесь важно отметить, что этот результат был получен благодаря наблюдениям на разных длинах волн. Каждая длина волны даёт уникальную перспективу, позволяя увидеть мир под разными углами. Как сказал бы любой хороший учёный: «чем больше данных, тем лучше».

Так что, если вас в следующий раз спросят, как образуются планеты, вы можете смело рассказать им про пыльные колыбели, «магнитные» планеты и мощные телескопы, заглядывающие в самые потаённые уголки космоса. Наш путь к пониманию Вселенной только начинается, и каждое новое открытие, пусть даже такое «пыльное», приближает нас к этой заветной цели.