Kids

eso1248ru — Научный релиз

Каменные планеты могут быть даже у коричневых карликов

Телескоп ALMA нащупал частицы космической пыли в окрестности «недозвезды»

30 ноября 2012 г.

Используя телескоп ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), астрономы впервые обнаружили, что внешняя область пылевого диска, окружающего коричневый карлик, содержит твердые зерна миллиметрового размера, похожие на те, что были найдены в более плотных дисках вокруг новорожденных звезд. Неожиданная находка бросает вызов теории формирования каменных планет земного типа и заставляет предположить, что такие планеты могут быть еще более распространены во Вселенной, чем сейчас считается.

Считается, что каменные планеты образуются в процессе случайных столкновений и слипания вещества, которое изначально имеет форму микроскопических частиц, образующих диск вокруг звезды. Эти мельчайшие крупинки, называемые космической пылью, напоминают очень мелкий песок или сажу. Однако, астрономы думали, что вокруг коричневых карликов — звездообразных объектов, слишком маленьких, чтобы сиять ярким звездным светом — внешние области пылевых дисков слишком разрежены, а частицы двигаются слишком быстро, чтобы слипаться после столкновений, и поэтому планеты вокруг таких объектов не образуются. Кроме того, согласно господствующим теориям, пылевые зерна сразу после своего формирования должны сразу устремиться в направлении центра притяжения – коричневого карлика – и исчезать из внешних областей диска, где их только и можно зарегистрировать.

Для нас было полной неожиданностью обнаружить зерна миллиметрового размера в тонком маленьком диске”, -- сказал Лука Риччи (Luca Ricci) из Калифорнийского Технологического института (США), руководитель группы исследователей из США, Европы и Чили. “Твердые частицы пыли такого размера вообще-то не должны формироваться в холодных внешних областях диска, окружающего белый карлик, но оказывается, что это все-таки происходит. Мы не можем сказать наверняка, может ли там образоваться целая каменная планета (и не образовалась ли она), но мы видим первые шаги в этом направлении, и поэтому нам придется изменить наши предположения о тех условиях, при которых размеры твердых тел увеличиваются”, -- сказал он.

Кроме того, большее по сравнению с ранее построенными инструментами разрешение телескопа ALMA позволило исследователям заметить в окрестности коричневого карлика признаки наличия окиси углерода. Это первый случай регистрации холодного молекулярного газа в таком диске. Это открытие, так же как и обнаружение пылевых зерен миллиметрового размера, свидетельствует о том, что такие диски имеют значительно больше общего с дисками вокруг молодых звезд, чем предполагалось ранее.

Риччи и его коллеги получили эти результаты используя не полностью укомплектованную решетку антенн телескопа ALMA, строящегося в высокогорной чилийской пустыне. ALMA – постоянно увеличивающаяся решетка высокоточных антенн-«тарелок», работающих как единый гигантский телескоп с очень высокими разрешением и чувствительностью. ALMA “видит” Вселенную на миллиметровых волнах, невидимых для человеческого глаза. Окончание строительства ALMA запланировано на 2013 г., но астронмические наблюдения с частью решетки начались уже в 2011 г.

В данном случае исследователи направили телескоп ALMA на молодой коричневый карлик ISO-Oph 102, также известный под названием Rho-Oph 102, в области звездообразования Ро Змееносца, в созвездии Змееносца (Ophiuchus). При массе примерно в 60 масс Юпитера и всего лишь в 0.06 массы Солнца, этот коричневый карлик обладает слишком малой массой, чтобы в его недрах могли начаться термоядерные реакции, благодаря которым светят обычные звезды. Однако вследствие медленного гравитационного сжатия этот объект излучает тепло и светится красноватым светом, хотя и значительно более слабым, чем обычная звезда.

Телескоп ALMA чувствителен к излучению с длиной волны около миллиметра, испускаемого веществом диска, нагреваемого коричневым карликом. Частицы пыли в диске почти не излучают энергии на волнах длиннее, чем их собственные размеры, поэтому на более длинных волнах наблюдается характерное резкое падение яркости. ALMA является идеальным инструментом для измерения этого скачка, и следовательно для оценки размера частиц пыли. Астрономы сравнили яркость диска на длинах волн 0.89 мм и 3.2 мм. Скачок яркости на промежутке от 0.89 мм до 3.2 мм был не таким резким, как ожидалось, откуда следует, что по крайней мере часть пылевых зерен имеет размер около миллиметра или более.

ALMA – новый мощный инструмент для решения загадок образования планетных систем”, -- комментирует Леонардо Тести (Leonardo Testi) из ESO, член исследовательской группы. “С телескопом предшествующего поколения такая задача потребовала бы почти месяца наблюдений — практически просто невозможно наблюдать так долго. А используя всего-навсего четверть полного набора антенн ALMA мы смогли все сделать меньше, чем за час!

В близком будущем полностью укомплектованный телескоп ALMA будет достаточно мощным, чтобы получать детальные изображения дисков вокруг Rho-Oph 102 и других объектов. Риччи объясняет: “Скоро мы сможем не только регистрировать присутствие  малых пылевых частиц в дисках, но и картографировать их распределение по околозвездному диску, и определять характер их взаимодействия с газом, который мы уже нашли в диске. Все это поможет нам лучше понять, как появляются на свет планеты”.

Узнать больше

Исследование представлено в статье в Astrophysical Journal Letters.

Риччи и Тести выполнили эту работу совместно с Антонеллой Натта (Antonella Natta, INAF-Osservatorio Astrofisico de Arcetri), Алексом Шольцем (Aleks Scholz, Dublin Institute for Advanced Studies), и Итциаром де Грегорио-Монсальво (Itziar de Gregorio-Monsalvo, Joint ALMA Observatory).

Международный астрономический инструмент ALMA (Большая Атакамская Миллиметровая / субмиллиметровая Решетка -- The Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) совместный проект ученых Европы, Северной Америки и Восточной Азии, при участии Республики Чили. Строительство и эксплуатацию ALMA ведут от Европы Европейская Южная Обсерватория (ESO), от Северной Америки Национальная радиоастрономическая обсерватория (National Radio Astronomy Observatory -- NRAO), и от Восточной Азии Национальная радиоастрономическая обсерватория Японии (National Astronomical Observatory of Japan -- NAOJ). Организационно строительство, пуско-наладочные работы и эксплуатация ALMA совместно возглавляются и управляются в рамках Объединенной Обсерватории ALMA (The Joint ALMA Observatory, JAO).

В 2012 году исполняется 50 лет со дня основания Европейской Южной Обсерватории (ESO, the European Southern Observatory) -- ведущей межгосударственной астрономической организации Европы и самой продуктивной астрономической обсерватории в мире. В ее работе принимают участие 15 стран: Австрия, Бельгия, Бразилия, Чешская Республика, Дания, Франция, Финляндия, Германия, Италия, Нидерланды, Португалия, Испания, Швеция, Швейцария и Объединенное Королевство. ESO проводит в жизнь масштабную программу проектирования, строительства и эксплуатации мощных наземных наблюдательных инструментов, позволяющих астрономам выполнять важнейшие научные исследования. ESO также играет ведущую роль в организации и поддержке международного сотрудничества в области астрономических исследований. ESO располагает тремя уникальными наблюдательными пунктами мирового класса, находящимися в Чили: Ла Силья, Паранал и Чахнантор. В обсерватории Паранал, самой совершенной в мире астрономической обсерватории для наблюдений в видимой области спектра, установлен Очень Большой Телескоп ESO (The Very Large Telescope, VLT) и два обзорных телескопа: VISTA, который работает в инфракрасных лучах и является крупнейшим в мире телескопом для выполнения обзоров неба, и Обзорный Телескоп VLT, (VLT Survey Telescope) -- крупнейший инструмент, предназначенный исключительно для обзора неба в видимом свете. ESO является европейским партнером в революционном проекте астрономического телескопа ALMA – величайшем астрономическом проекте в истории. В настоящее время ESO планирует строительство E-ELT (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope) – 39-метрового Европейского Сверхкрупного Телескопа для оптического и ближнего ИК диапазонов, который станет “величайшим в мире оком, устремленным в небо».

Ссылки

Контакты

Kirill Maslennikov
Pulkovo Observatory
St.-Petersburg, Russia
Телефон: +78123637786
Сотовый: +79112122130
Email: km@gao.spb.ru

Luca Ricci
California Institute of Technology
Телефон: +1 626 395 2460
Email: lricci@astro.caltech.edu

Leonardo Testi
ESO
Garching, Germany
Телефон: +49 89 3200 6541
Email: ltesti@eso.org

Douglas Pierce-Price
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Телефон: +49 89 3200 6759
Email: dpiercep@eso.org

John Stoke
National Radio Astronomy Observatory (NRAO)
Charlottesville, VA, USA
Телефон: +1 434 244 6816
Email: jstoke@nrao.edu

Перевод пресс-релиза ESO eso1248.

О релизе

Релиз №:eso1248ru
Название:ISO-Oph 102
Тип:• Milky Way : Star : Type : Brown Dwarf
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2012ApJ...761L..20R

Изображения

Artist’s impression of the disc of dust and gas around a brown dwarf
Artist’s impression of the disc of dust and gas around a brown dwarf
только на английском
Artist’s impression of grains in the disc around a brown dwarf
Artist’s impression of grains in the disc around a brown dwarf
только на английском
The brown dwarf ISO-Oph 102
The brown dwarf ISO-Oph 102
только на английском
Location of the brown dwarf ISO-Oph 102 in the constellation of Ophiuchus
Location of the brown dwarf ISO-Oph 102 in the constellation of Ophiuchus
только на английском
Wide-field view of the Rho Ophiuchi star-forming region in visible light
Wide-field view of the Rho Ophiuchi star-forming region in visible light
только на английском

Видео

The growth of cosmic dust grains in the disc around the brown dwarf ISO-Oph 102
The growth of cosmic dust grains in the disc around the brown dwarf ISO-Oph 102
только на английском
Artist’s impression of grains in the disc around a brown dwarf
Artist’s impression of grains in the disc around a brown dwarf
только на английском
The Brown Dwarf ISO-Oph 102
The Brown Dwarf ISO-Oph 102
только на английском

Также смотрите наши