Kids

eso1423ru — Научный релиз

Телескоп ALMA обнаружил двойную звезду с причудливой структурой протопланетных дисков

30 июля 2014 г.

Астрономы, работающие на телескопе ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), обнаружили протопланетные газо-пылевые диски вокруг молодых звезд -- компонентов двойной системы HK Тельца, причем плоскости дисков сильно наклонены друг к другу. Эти новые наблюдения дают самую подробную на сегодняшний день картину протопланетных дисков у двойной звезды. Они также помогают понять, почему многие экзопланеты в отличие от планет Солнечной системы имеют орбиты с очень большим эксцентриситетом и наклонением. Результаты работы будут опубликованы в журнале Nature 31 июля 2014 г.

В отличие от нашего одинокого Солнца большинство звезд образуют двойные системы, в которых две звезды обращаются вокруг общего центра тяжести. Но хотя двойные звезды – вполне обычное явление, их изучение ставит перед учеными много вопросов, один из которых: как в таких сложных гравитационных полях образуются планеты.

С помощью ALMA нам удалось получить лучшую на сегодняшний день картину протопланетных дисков в двойной системе. И оказалось, что диски взаимно наклонены!” – говорит Эрик Дженсен (Eric Jensen), астроном из Суортморского колледжа в Пеннсильвании (США).

Компоненты двойной системы HK Tauri, расположенной на расстоянии 450 световых лет от Земли в созвездии Тельца (Taurus), имеют возраст менее пяти миллионов лет и разделены расстоянием в 58 миллиардов километров, что в 13 раз дальше, чем расстояние от Нептуна до Солнца.

Более слабая из них, HK Tauri B, окружена протопланетным диском, видимым с ребра, который заслоняет от нас свет самой звезды. Поскольку слепящее излучение звезды заблокировано, астрономы могут легко наблюдать околозвездный диск в видимых лучах или в ближней инфракрасной области спектра.

У главной звезды системы, HK Tauri A, также имеется диск, но он не экранирует от нас свет звезды. Слабое свечение диска подавляется гораздо более ярким излучением звезды, и поэтому этот диск нельзя наблюдать в видимых лучах. Зато он имеет большую яркость на миллиметровых длинах волн, которые детектируются телескопом ALMA.

Используя ALMA, группа исследователей смогла не только увидеть диск вокруг HK Tauri A, но и впервые измерила его вращение. Детальная картина, полученная астрономами, позволила им рассчитать ориентацию дисков, причем оказалось, что их плоскости расходятся как минимум на 60 градусов. То есть, по крайней мере один из дисков не лежит в орбитальной плоскости двойной системы, а сильно наклонен к ней.

Это явное рассогласование наклонов дает совершенно новый взгляд на то, какой может быть молодая двойная система”, -- говорит Рэйчел Эйксон (Rachel Akeson) из Института экзопланет (NASA Exoplanet Science Institute) при Калифорнийском технологическом институте (США). “Хотя некоторые более ранние наблюдения уже указывали на существование таких «рассогласованных» ориентаций в двойных системах, наши новые наблюдения HK Тельца на телескопе ALMA гораздо яснее показывают, что происходит в одной из этих систем”.

Звезды и планеты образуются из гигантских облаков пыли и газа. По мере того, как такое облако сжимается под действием силы гравитации, оно начинает вращаться, и постепенно большая часть пыли и газа образует уплощенный протопланетный диск, закручивающийся, как водоворот, вокруг формирующейся центральной протозвезды.

Но в такой двойной системе, как HK Тельца, идут гораздо более сложные процессы. Когда плоскости орбит звезд и протопланетных дисков не вполне совпадают, формирующиеся планеты могут оказаться на сильно эксцентричных и наклоненных орбитах [1].

Наши результаты показывают, что существуют определенные условия, влияющие на положение орбит планет, и что эти условия складываются уже на этапе формирования планет, по-видимому, в процессе образования самой двойной звезды”, -- отмечает Дженсен. “Мы не можем исключить и другие теоретические объяснения, но можем точно сказать, что наличие второй звезды имеет принципиальное значение”.

Так как телескоп ALMA способен видеть неразличимые другими инструментами пыль и газ в протопланетных дисках, полученные на нем изображения молодой двойной системы оказались уникальными. “Мы наблюдаем эту систему на ранних стадиях ее формирования, еще с протопланетными дисками вместо планет, и очень важно, что мы видим ориентацию дисков уже на этом этапе”, -- объясняет Эйксон.

Теперь исследователи планируют выяснить, насколько типичными являются такие системы. Несомненно, данная система являет собой замечательный индивидуальный случай, но теперь требуются дополнительные поиски, чтобы понять, насколько такой тип ориентации распространен в нашей Галактике Млечного Пути.

Дженсен заключает: “Хотя открытие данного механизма формирования двойной системы является большим шагом вперед, оно пока не объясняет всего разнообразия причудливых орбит внесолнечных планет. Чтобы дать полный ответ на этот вопрос, мы пока не имеем достаточного разнообразия двойных систем. Так что загадки еще остались!

Примечания

[1] Если орбиты двух звезд и их диски не лежат в одной плоскости, гравитационное притяжение каждой из звезд будет приводить к возмущениям диска другой звезды, заставляя его плоскость колебаться. Это явление называется прецессией. Орбита планеты, формирующейся из такого диска, будет подвержена тем же возмущениям, в результате чего она будет иметь большой наклон и/или эксцентриситет.

Узнать больше

ALMA (Большая Атакамская Миллиметровая / субмиллиметровая Решетка -- The Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) – международный астрономический инструмент, продукт партнерства ученых Европы, Северной Америки и Восточной Азии, при участии Республики Чили. В Европе ALMA финансируется Европейской Южной Обсерваторией (ESO), в Северной Америке – Национальным Научным Фондом (NCF) в кооперации с Национальным Советом по научным исследованиям Канады (NRC) и Национальным Советом по науке Тайваня (NSC), в Восточной Азии Национальным Институтом Естественных наук Японии (NINS) в кооперации с Academia Sinica (AS) Тайваня. Строительство и эксплуатацию ALMA ведут от Европы Европейская Южная Обсерватория (ESO), от Северной Америки Национальная радиоастрономическая обсерватория (NRAO), управляемая компанией  Associated Universities, Inc. (AUI), и от Восточной Азии Национальная радиоастрономическая обсерватория Японии (NAOJ). Организационно строительство, пуско-наладочные работы и эксплуатация ALMA совместно управляются в рамках Объединенной Обсерватории ALMA (The Joint ALMA Observatory, JAO).

Результаты исследования представлены в статье “Misaligned Protoplanetary Disks in a Young Binary System”, Eric Jensen и Rachel Akeson, которая появится 31 июля 2014 г. в журнале Nature.

Состав исследовательской группы: Eric L. N. Jensen (Dept. of Physics & Astronomy, Swarthmore College, USA) и Rachel Akeson (NASA Exoplanet Science Institute, IPAC/Caltech, Pasadena, USA).

Европейская Южная Обсерватория (ESO, the European Southern Observatory) -- ведущая межгосударственная астрономическая организация Европы, самая продуктивная в мире астрономическая обсерватория. В ее работе принимают участие 15 стран: Австрия, Бельгия, Бразилия, Великобритания, Германия, Дания, Испания, Италия, Нидерланды, Португалия, Финляндия, Франция, Чешская Республика, Швейцария и Швеция. 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 передовой 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 – крупнейшем из существующих астрономических проектов. 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: +7-812-363-7786
Сотовый: +7-911-212-2130
Email: km@gao.spb.ru

Eric L. N. Jensen
Lead Scientist, Swarthmore College
Philadelphia, USA
Телефон: +1 610-328-8249
Email: ejensen1@swarthmore.edu

Rachel Akeson
NASA Exoplanet Science Institute, IPAC/Caltech
Pasadena, USA
Телефон: +1 626-395-1812
Email: rla@ipac.caltech.edu

Charles E. Blue
Public Information Officer, National Radio Astronomy Observatory
Charlottesville, USA
Телефон: + 1 434 296 0314
Сотовый: +1 202 236 6324
Email: cblue@nrao.edu

Richard Hook
Public Information Officer, ESO
Garching bei München, Germany
Телефон: +49 89 3200 6655
Сотовый: +49 151 1537 3591
Email: rhook@eso.org

Connect with ESO on social media

Перевод пресс-релиза ESO eso1423.

О релизе

Релиз №:eso1423ru
Название:HK Tauri
Тип:Milky Way : Star : Grouping : Binary
Milky Way : Star : Circumstellar Material
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2014Natur.511..567J

Изображения

Диски вокруг молодых звезд HK Tauri A и B: взгляд художника
Диски вокруг молодых звезд HK Tauri A и B: взгляд художника
Молодая двойная HK Tauri в созвездии Тельца
Молодая двойная HK Tauri в созвездии Тельца
Широкоугольный снимок части области звездообразования в Тельце
Широкоугольный снимок части области звездообразования в Тельце
Составное изображение HK Tauri по данным Космического телескопа Хаббла и ALMA
Составное изображение HK Tauri по данным Космического телескопа Хаббла и ALMA
Движения вещества в дисках вокруг компонентов молодой двойной системы HK Tauri
Движения вещества в дисках вокруг компонентов молодой двойной системы HK Tauri

Видео

«Полет» к молодой двойной системе HK Tauri
«Полет» к молодой двойной системе HK Tauri

Также смотрите наши