Протопланетный диск
Протоплане́тный диск или проплид (англ. proplyd, protoplanetary disk ) — вращающийся околозвёздный диск (англ.) русск. плотного газа вокруг молодой, недавно сформированной звезды, протозвезды, звёзды типа T Тельца или звёзды Хербига (Ae/Be), из которого впоследствии образуются планеты. Протопланетный диск так же может считаться аккреционным диском, поскольку составляющий его газообразный материал со внутреннего радиуса может падать на поверхность звезды.
Протопланетные диски были обнаружены вокруг нескольких молодых звёзд нашей Галактики, первым из которых был открыт диск вокруг звезды β Живописца в 1984 г. Вскоре наблюдения орбитального телескопа «Хаббл» выявили формирующиеся планетные системы в Туманности Ориона. Астрономы открыли огромные диски из газопылевой материи, похожие на протопланетные, вокруг звёзд Вега, Фомальгаут и Гемма (или Альфекка, α Северной Короны).
Содержание
Формирование
Согласно небулярной гипотезе, из протопланетного диска образуются планеты. Сперва электрослабое, а затем и гравитационное взаимодействия приводят к формированию планетезималей из газа и частиц льда в составе протопланетного диска. Во время этого процесса солнечный ветер выталкивает планетезималь из системы, а аккреция, наоборот, втягивает её на поверхность звезды, тем самым позволяя формирующимся планетам оставаться на практически постоянной орбите.
Случаи быстрого исчезновения
Сначала в объяснение событию последовало предположение, что, диск, вероятно, не исчез, а лишь оказался заслонен каким-то другим объектом, однако впоследствии эта гипотеза не подтвердилась.
Другое возможное объяснение необычного явления состоит в предположении о частичном вытеснении материала диска фотоиспарительным ветром на более далёкое расстояние, однако в таком случае должна была бы повыситься его светимость в последние годы, чего не наблюдалось.
Ещё одна гипотеза предполагает, что TYC 8241 2652 не имел протопланетного диска с самого начала, а наблюдавшийся с 1984 года диск – это разогретая пыль, выброшенная в космическое пространство в ходе сценария, аналогичного с мегаимпактной моделью формирования Луны. Впоследствии эта пыль могла либо рассеяться, либо осесть на поверхности звезды. Но к данному предположению тоже возникает вопрос относительно слишком быстрого времени.
Одним из объяснений может быть то, что из диска за столь короткое время сформировались планеты, и тогда, получается, что «образование планет происходит намного быстрее и эффективнее», — как считает Карл Мэлис.
Впрочем, дальнейшие, более детальные наблюдения и исследование данных по протопланетным дискам, с целью выявить, уменьшилась ли за последние годы яркость какого-либо ещё из них, вероятно, помогут решить данную проблему.
Связь с абиогенезом
Согласно одному из последних исследований методом компьютерного моделирования, составляющие непосредственную основу жизни сложные органические молекулы могли образоваться из частиц пыли в протопланетном диске Солнца ещё до формирования Земли. По данным компьютерного исследования, подобные процессы могут происходить и в других планетных системах. [4]
Протопланетный диск тройной звезды
Группа астрономов впервые получила прямое наблюдательное доказательство того, как протопланетный диск разрушается группой его родительских звезд, в результате чего он деформируется и в нем появляются наклонные кольцевые структуры. Новое исследование позволяет допустить, что в таких наклонных кольцах внутри изогнутых протопланетных дисков могут образовываться экзотические планеты.
Подробнее о протопланетных дисках в новом выпуске Заметок Астронома на канале QWERTY. Одновременно с международным релизом этой новости.
00:00 Возобновление научных наблюдений
01:41 Наблюдения протопланетного диска
02:20 Молодые звезды
03:08 Что происходит вокруг звёзд
04:12 Вращение дисков
06:23 Плоская Солнечная система
06:55 Двойные и тройные звезды
08:09 Моделирование тройной звездной системы
09:00 Процесс образования планет
09:39 Стоит ли заниматься астрономией
Изображение, полученное с приемником SPHERE (справа) позволило астрономам впервые увидеть тень этого внутреннего кольца на остальной части диска и восстановить трехмерную форму кольца и всего диска в целом (модель слева).
Изображение, полученное на ALMA (слева) показывает кольцевую структуру диска, в которой внутреннее кольцо отделено от остального диска.
И на видео ниже отдельно художественная анимация искривленного и разорванного диска в системе GW Ori.
Наука | Научпоп
6.1K поста 68.8K подписчиков
Правила сообщества
ВНИМАНИЕ! В связи с новой волной пандемии и шумом вокруг вакцинации агрессивные антивакцинаторы банятся без предупреждения, а их особенно мракобесные комментарии — скрываются.
Основные условия публикации
— Посты должны иметь отношение к науке, актуальным открытиям или жизни научного сообщества и содержать ссылки на авторитетный источник.
— Посты должны по возможности избегать кликбейта и броских фраз, вводящих в заблуждение.
— Научные статьи должны сопровождаться описанием исследования, доступным на популярном уровне. Слишком профессиональный материал может быть отклонён.
— Видеоматериалы должны иметь описание.
— Названия должны отражать суть исследования.
— Если пост содержит материал, оригинал которого написан или снят на иностранном языке, русская версия должна содержать все основные положения.
Не принимаются к публикации
— Точные или урезанные копии журнальных и газетных статей. Посты о последних достижениях науки должны содержать ваш разъясняющий комментарий или представлять обзоры нескольких статей.
— Юмористические посты, представляющие также точные и урезанные копии из популярных источников, цитаты сборников. Научный юмор приветствуется, но должен публиковаться большими порциями, а не набивать рейтинг единичными цитатами огромного сборника.
— Посты с вопросами околонаучного, но базового уровня, просьбы о помощи в решении задач и проведении исследований отправляются в общую ленту. По возможности модерация сообщества даст свой ответ.
— Оскорбления, выраженные лично пользователю или категории пользователей.
— Попытки использовать сообщество для рекламы.
— Многократные попытки публикации материалов, не удовлетворяющих правилам.
— Нарушение правил сайта в целом.
Окончательное решение по соответствию поста или комментария правилам принимается модерацией сообщества. Просьбы о разбане и жалобы на модерацию принимает администратор сообщества. Жалобы на администратора принимает @SupportComunity и общество пикабу.
Х..се мы изображения получаем. В потрясающий век живём, ещё б телескоп Уэба дождатся)
@qwrtru, Уважаемая команда Qwerty, не могли бы Вы дать ответ на интересный вопрос. Что заставляет планеты вращяться. Если они формируются из пыли, то кто им даёт импульс для закручивания?
ну и тут отмечусь для тек кто в теме
Луна, 27 ноября 2021 года, 01:28
-телескоп-астрограф Meade 70 мм Quadruplet APO
-монтировка Sky-Watcher AZ-GTi
-линза Барлоу НПЗ 2х
-светофильтр ZWO IR-cut
-камера ZWO ASI 183MC
Место съемки: Анапа, двор.
Мой космический Instagram: star.hunter
Что сейчас с кометой Леонард? C/2021 A1 в телескоп. Наблюдаем движение Цереры по небу
Ночь на 23 ноября выдалась очень холодной и ветреной. Настолько, что я даже отказался записывать видео на улице и теперь вещаю из тепла.
Но главное, что ночь эта была ясной.
Их я и решил пронаблюдать. Что из этого вышло смотрите в очередной серии моего видеоблога «Будни звездочета».
Астрономы обнаружили, что Магелланов Поток находится намного ближе, чем считалось
Новая модель эволюции Магелланова Потока показывает, что он уже сблизился с диском Млечного Пути и начнет слияние с ним всего через какие-то 50 миллионов лет
Наша Галактика далеко не одинока. Ее окружают десятки карликовых галактик-спутниц, самые значительные из которых — Большое и Малое Магеллановы Облака. От них к Млечному Пути протянулось облако нейтрального водорода — Магелланов Поток. Его можно наблюдать на ночном небе в Южном полушарии Земли. Магелланов Поток насчитывает около 180 тысяч световых лет в длину и набирает массу порядка сотен миллионов масс Солнца.
Новую модель образования этого потока описали астрофизики из Висконсинского университета в Мадисоне, статья которых опубликована в The Astrophysical Journal Letters. Ученые смоделировали эволюцию Магелланова Потока на протяжении последних 3,5 миллиарда лет и обнаружили, что находится он намного ближе, чем считалось прежде. А поскольку Млечный Путь продолжает сближение с ним и с Магеллановыми Облаками, их поглощение тоже состоится раньше.
Как показала компьютерная симуляция, более трех миллиардов лет назад Магеллановы Облака сошлись и начали вращаться так, что выброшенный из них поток вещества стал направлен в сторону нашей Галактики. Со временем ближайшая часть этого потока оказалась на расстоянии всего 65 тысяч световых лет от Солнца — для сравнения, предыдущие оценки лежали в пределах от 325 тысяч до 650 тысяч световых лет.
По сути, поток уже в периферийных областях диска Млечного Пути. Исходя из этого, и существующие оценки размеров и массы Магелланова Потока могут пересмотреть. Кроме того, намного раньше начнется активное перетекание вещества из него в Млечный Путь, что в итоге может привести к локальной вспышке звездообразования. По новым расчетам, этот процесс должен начаться уже в ближайшие 50 миллионов лет — по космическим меркам практически завтра.
Прекрасный снимок недавно прошедшего лунного затмения на фоне Плеяд
Автор фото: Astrofalls
Сатурн, 18 ноября 2021 года, 18:05
-телескоп Celestron NexStar 8 SE
-линзоблок длинной Барлоу 2х
-корректор атмосферной дисперсии Svbony ADC
-светофильтр QHY IR-cut
Сложение 5000 кадров из 43016.
Место съемки: Анапа, двор.
Мой космический Instagram: star.hunter
Девятой планете быть?
Британский астроном Майкл Рован-Робинсон из Имперского колледжа Лондона обнаружил потенциальную новую планету Солнечной системы
Она тяжелее Земли в 3-5 раз.
Он изучил снимки космической обсерватории IRAS и обратил внимание на объект на окраине Солнечной системы, который может оказаться неуловимой планетой Икс.
Как отметил Рован-Робинсон, параметрам гипотетической планеты Икс соответствует только один объект, присутствующий на снимках IRAS. Если обнаруженный объект на самом деле окажется девятой планетой Солнечной системы, то расстояние между этой планетой и Солнцем составляет от 225 до 250 расстояний между Землей и Солнцем. При этом, планета примерно в три-пять раз массивнее Земли.
Планета Икс — гипотетическое небесное тело, которое, согласно некоторым предположениям, может существовать на окраине Солнечной системы. Несколько лет назад планетологи из США Константин Батыгин и Майкл Браун сообщили, что обнаружили следы планеты Икс — расчеты ученых показали, что таинственная планета, удаленная от светила на 100 миллиардов километров, имеет размеры Нептуна или Урана.
Поиски неуловимой планеты пока что не привели ученых к четким результатам, однако Майкл Рован-Робинсон заявляет, что его открытие может оказаться той самой планетой Икс. Астроном говорит, что небесное тело не было обнаружено до сих пор из-за того, что оно вращается вокруг Солнца по сильно наклоненной орбите.
Ввиду развернувшейся в комментариях дискуссии
Ученый искал эту планету почти 30 лет.
Далее из его работы
В 1980-х годах уже давно существовал интерес к тому, что в то время считалось десятой планетой, Планетой X. Оказалось, что на орбите Нептуна есть необъяснимые обломки. Хотя они были намного меньше, чем обломки на орбите Урана, благодаря которым Ле Веррье и Адамс открыли Нептун, они побудили Томбо к поиску новой планеты. Что привело к открытию в 1930 году того, что мы теперь знаем как карликовую планету Плутон. Быстро стало ясно, что Плутон слишком мал, чтобы объяснить обломки на орбите Нептуна, и поэтому возможность существования десятой планеты оставалась (полный исторический обзор и ссылки см. в Батыгин и др. (2019)).
В 1983 году, работая над подготовкой каталога точечных источников IRAS, я предпринял систематический поиск Планеты X в данных IRAS. Поиск оказался безуспешным, хотя удалось обнаружить комету Боуэлла (Walker и Роуэн-Робинсон 1984). Забавно, что недопонимание, которое произошло на брифинге научной группы IRAS, проведенного старшими сотрудниками НАСА, привело к тому, что в 1983 году в прессе появилась информация о том, что IRAS открыл десятую планету. (см. Rowan-Robinson 2013 для подробного описания того, как возникло это недоразумение).
Интерес к Планете X вновь вспыхнул в конце 1980-х годов
(Harrington 1988, Seidelmann and Harrington 1988, Jackson and Killen 1988, Neuhauser and Feitzinger 1991) и Королевское астрономическое общество организовало дискуссионную встречу в 1991 году по теме «Динамика Солнечной системы и Планета X». Я представил отчет о моих поисках в IRAS и пришел к выводу, что я на 70% уверен, что Планеты X не существует. Цифра 70% относилась к области неба, в которой я смог провести свои исследования IRAS. Отчеты об этой встрече были представлены Моррисоном (1992) и Кроссуэллом (1991).
Впоследствии повторное измерение массы Нептуна выявило отсутствие нептунианских объектов (Standish 1992). Отсутствие отклонений от орбит космических аппаратов «Пионер» и «Вояджер» показывает, что ни одна неизвестная массивная планета Солнечной системы не находится в плоскости эклиптики.
Луман (2014) использовал данные WISE, чтобы установить жесткие ограничения для объектов с массой Сатурна или Юпитера массы объектов в Солнечной системе до 28 000 и 82 000 АЕ (астрономических единиц), соответственно.
Открытие десятков новых карликовых планет в течение последующих двадцати лет привело как к пересмотру определения
Плутона как карликовой планеты, так и к их потенциал в поиске возможных далеких массивных планет на сильно наклоненных орбитах.
Батыгин и Браун (2016) и Браун и Батыгин (2016), развивая идею Трухильо и Шеппарда (2014), предположили, что планета массой в несколько десятков земных масс на наклонной и эксцентричной орбите на расстоянии 280-1000 АЕ может объяснить выравнивание орбит карликовых планет пояса Койпера.
Поскольку эта планета была значительно более удаленной, чем Планета X,
которую я искал в 1983 году, я подумал, что стоит повторить мой поиск в IRAS и определить количественно, каковы ограничения для такого объекта. Фиенга и другие (2016), Холман и Пейн (2016), Иорио (2017), Миллхолланд и Лафтон (2017), Medvedev et al (2017), Caceres and Gomes (2018), Brown and Batygin (2019), Batygin et al (2019) и Fienga и др. (2020), дали дополнительные динамические ограничения на орбиту Планеты 9. В частности, Фиенга и другие (2016) используя данные радиолокации Кассини пересматривают параметры возможной планеты с орбиты Показать полностью 1
Странная планета
just import internet
Что скрывают протопланетные диски
Ученые, наблюдая звезду HD 141569A из созвездия Весов, предположили, что у нее формируется планетная система, источником материала для которой служат частицы облака из газа и пыли — протопланетного диска. Подобное обнаружили у многих молодых звезд, и астрономы активно этим занимаются, ведь каждое открытие в данной области приближает нас к пониманию того, как образовалась наша планета и как возникла жизнь.
Первые открытия
Давно ушли в прошлое времена, когда ученые спорили, существуют ли планетные системы, помимо нашей Солнечной. Открыто уже свыше четырех тысяч экзопланет в более чем трех тысячах планетных систем. А по общим оценкам, в галактике Млечный Путь не менее 100 миллиардов планет.
Считается, что экзопланеты образуются из частиц протопланетных дисков, которые формируются вокруг протозвезд на ранних стадиях их развития. Предполагается, что из такого же облака возникли планеты Солнечной системы.
Концептуальная схема происхождения Солнечной системы: 1, 2 — распад молекулярного облака и формирование протопланетного диска; 3 — расщепление протопланетного диска на отдельные кольцевые скопления твердых частиц; 4 — рождение планетезималей; 5 — столкновения и взаимодействия планетезималей приводят к образованию планет
В принципе, находить в космосе протопланетные облака даже легче, чем экзопланеты. Во-первых, они намного больше. Во-вторых, их легко различить на фоне звезды: если от звезды исходит неполяризованный свет, электрические и магнитные поля которого ориентированы случайным образом, то отраженный от протопланетного диска свет поляризован.
Первый протопланетный диск открыли в 1984 году у звезды β Живописца. В 1994-м космический телескоп «Хаббл» обнаружил массивные пылевые диски более чем у половины звезд в туманности Ориона — области в 1500 световых лет от Земли. Стало ясно, что через стадию протопланетного диска проходят все планетные системы.
Результаты «Хаббла» позволили объяснить, почему весь материал газопылевого облака не падает на новорожденную звезду из-за гравитации: слишком быстрое вращение заставляет его распределяться вокруг массивного объекта широким плоским диском.
В 1998 году субмиллиметровый болометр SCUBA инфракрасного телескопа Джеймса Кларка Максвелла на горе Мауна-Кеа (Гавайи) выявил пылевые диски у Веги (α Лиры) и Фомальгаута (α Южной Рыбы).
Короткий век протопланетных дисков
В 2001 году американские ученые в обзоре протопланетных дисков в молодых звездных кластерах возрастом от 0,3 до 30 миллионов лет сделали вывод о том, что изначально массовая доля пыли там очень высокая — более 80 процентов, а затем быстро снижается и половина звезд возрастом старше трех миллионов лет — уже без дисков. Среднюю продолжительность жизни дисков они оценили в шесть миллионов лет. По космическим меркам это очень мало, поэтому те диски, которые видят астрономы, — довольно редкое и кратковременное явление.
Есть и первый кандидат на звание самой короткоживущей протопланетной системы. В июле 2012 года астрономы из США и Австралии сообщили об исчезновении диска у молодой, возрастом всего около десяти миллионов лет, звезды TYC 8241 2652 1 в созвездии Кентавра (460 световых лет от Земли). В 2008-м там увидели пылевой диск. В 2009-м его яркость уменьшилась на две трети, а к 2010-му он стал почти неразличим. То есть диск исчез всего за три года, что пока абсолютный рекорд.
Ученые выдвинули диаметрально противоположные теории, объясняющие столь быстрое исчезновение диска. Его частицы были притянуты звездой либо отброшены в космос в результате каких-то мощных гравитационных взаимодействий. Иначе следует признать, что образование планет происходит намного быстрее, чем принято считать.
ALMA позволил увидеть детали
Огромные возможности для изучения экзопланет и протопланетных облаков открылись благодаря установке SPHERE крупнейшего оптического телескопа VLT (Very Large Telescope) и комплекса радиотелескопов ALMA (Atacama Large Millimeter Array) в чилийской пустыне Атакама.
Комплекс ALMA, работающий в диапазоне волн 0,3-10 миллиметров, соответствующем температурам от одного до 50 градусов Кельвина, в отличие от оптических и инфракрасных телескопов, способен различить даже самые холодные частички пыли и молекулы газов протопланетных облаков температурой около 30 градусов Кельвина. Неудивительно, что первый же большой проект, запущенный на ALMA, — DSHARP (Disk Substructures at High Angular Resolution Project) — был посвящен изучению протопланетных дисков ближайших звезд. Результаты первого этапа, завершившегося в декабре 2018 года, были настолько впечатляющими, что журнал Astrophysical Journal Letters посвятил им отдельный выпуск.
Телескоп ALMA с беспрецедентным разрешением заснял протопланетные диски около 20 молодых звезд возрастом от одного до нескольких миллионов лет. Эти удивительные изображения опубликованы в специальном релизе Национальной радиоастрономической обсерватории США (NRAO).
20 изображений протопланетных дисков, полученных в рамках проекта DSHARP комплекса радиотелескопов ALMA
Снимки демонстрируют множество сложных элементов протопланетных дисков: кольца, концентрические разрывы, спиральные структуры, двойные системы. Чувствительность радиотелескопов позволила выявить детали размером в несколько астрономических единиц (астрономическая единица — среднее расстояние от Земли до Солнца, около 150 миллионов километров) в пределах структур радиусом от нескольких до 100 астрономических единиц. Увиденное вызвало научную дискуссию о том, каким образом и как быстро формируются планеты в протопланетных дисках.
Разрывы в дисках — следы планет или снеговые линии?
Согласно общепринятой гипотезе, разрывы в дисках пыли и газа у молодых звезд свидетельствуют о формировании молодых планет, чьи «зародыши», двигаясь по орбите, гравитационно поглощают частицы диска или, наоборот, рассеивают их, оставляя пустой вырез. Это наблюдают сегодня в кольцах Сатурна, где спутники вращаются по расчищенным от материала коридорам.
Значит, характерные пробелы в десятки и сотни астрономических единиц свидетельствуют о продвинутом этапе формирования планет и достаточно солидном возрасте системы. Однако в 2014 году астрономы ALMA увидели разрывы в диске очень молодой звезды — HL Тельца возрастом миллион лет (450 световых лет от нас). Ее диск в два с лишним раза больше диаметра орбиты Нептуна, и в нем четко видны девять темных колец, самое маленькое из которых близко по размеру к орбите Сатурна.
Протопланетный диск HL Тельца
В феврале этого года в журнале The Astrophysical Journal опубликована обзорная статья о 16 других протопланетных дисках звезд возрастом от 0,5 миллиона до десяти миллионов лет с разрывами и кольцами. И это очень плохо укладывается в гипотезу о том, что разрывы — это орбиты образования планет. Тогда следует допустить, что они формируются слишком быстро.
Не подтверждается гипотеза и результатами моделирования. Компьютерные симуляции формирования планет в протопланетных дисках, изученных в рамках проекта DSHARP, показали, что для образования наблюдаемых разрывов во внешних регионах дисков должны вращаться объекты в 2000 раз тяжелее Земли. В распоряжении большинства звезд просто нет столько материи, считают авторы.
Единственный факт доказанного планетообразования астрономы наблюдали в разрывах протопланетного диска молодой звезды PDS 70 в созвездии Центавра (370 световых лет от Земли). В 2018-м там обнаружили протопланету PDS 70 b в разрыве диска, а в 2019-м — и вторую, PDS 70 c.
В качестве альтернативного объяснения предложили так называемую гипотезу снеговых линий: концентрические пробелы в дисках — это фронты конденсации водяного пара, аммиака или гидратов аммиака, переходящих в твердое состояние на определенном расстоянии от звезды по мере падения температуры. Однако доказать, что наблюдаемые разрывы соответствуют снеговым линиям основных молекул, так и не удалось.
Как бы то ни было, экзопланеты ищут прежде всего именно в кольцах протопланетных дисков, особенно у крупных газовых гигантов.
Ученые считают, что первый этап образования планет — от отдельных пылинок до объекта размером несколько километров — происходит по астрономическим меркам очень быстро. Проект DSHARP продемонстрировал, что большие планеты, похожие на Нептун или Сатурн, формируются намного быстрее, чем это следует из теоретических построений. Такие планеты чаще рождаются на окраинах систем, на огромных расстояниях от материнской звезды.
Спиральные рукава
В 2012 году сообщили об обнаружении не менее шести протопланетных дисков со спиральными рукавами. Наблюдения производились на телескопе Subaru японской Национальной астрономической обсерватории на горе Мауна-Кеа (Гавайи).
Согласно компьютерным симуляциям, такие структуры могут быть созданы зарождающимися гигантскими планетами, такими же или большими по размеру, чем Юпитер. Каждый раз планета окажется прямо на кончике одного из двух рукавов и будет тащить за собой спираль, двигаясь по орбите.
В недавней работе, вышедшей в The Astrophysical Journal Letters, команда под руководством Бина Рена (Bin Ren) из Университета Джонса Хопкинса, обобщила данные по спиральному облаку звезды MWC 758, за которой наблюдали более десяти лет. Завитки спирали ежегодно поворачивались примерно на 0,6 градуса. По мнению авторов, это соответствует гигантской планете, находящейся на кончике рукава и совершающей полный оборот за 600 лет.
Ученые также установили, что два спиральных рукава у протопланетного диска могут быть образованы не гигантскими планетами, а карликовыми звездами-компаньонами. Во всяком случае, такая модель лучше объясняет данные наблюдений за молодой звездой HD 100453.
Спиральные рукава протопланетного облака, окружающего звезду MWC 758
«Тихие гавани»
В теории образования планет из газопылевых дисков есть одно слабое звено. Как только зародыш планеты (планетезималь) достигает определенной массы, динамики диска становится недостаточно для его удержания на орбите, и он должен упасть на материнскую звезду.
Эту проблему пытаются решить с помощью данных ALMA. Согласно их интерпретации, внутри диска существуют своеобразные «тихие гавани» — орбитальные уровни, на которых планетезимали могут в относительно спокойной обстановке быстро набирать массу, причем на значительно более ранней стадии эволюции планетной системы, чем предполагали раньше. Расчеты этих уровней выполнили на примере облака звезды AS209.
Возможно, в одной из таких «тихих гаваней» в свое время сформировалась и наша Земля.
Протопланетный диск вокруг AS 209. Изображение, полученное с помощью комплекса радиотелескопов ALMA, и схема центральной части диска с выделением колец и разрывов между ними
Двойные системы
Две системы, изученные ALMA в проекте DSHARP, — AS 205 и HT Lup — представляют собой двойные звезды, у каждой из которых есть собственный протопланетный диск.
Бинарные и множественные системы с двумя и более звездами весьма распространены во Вселенной. Ученые отмечают, что у каждой звезды в такой системе могут сформироваться свои планеты или возникнуть общие, вращающиеся вокруг всей системы сразу. У общих более стабильные орбиты, так как они менее подвержены внутренним гравитационным взаимодействиям.
Двойная система AS 205, каждая звезда которой имеет свой собственный протопланетный диск. Снимок комплекса радиотелескопов ALMA
Жизнь в протопланетном облаке
В 2016 году астрономы с помощью ALMA обнаружили в формирующемся диске звезды TW Гидры твердофазный метанол, или метиловый спирт. До этого в протопланетном диске органические молекулы не выявляли.
Молекулы метанола образуются на ледяной поверхности мелких зерен пыли, а затем испаряются в виде газа. Метанол служит строительным материалом для более сложных химических веществ, таких как аминокислоты и сахара, и играет важную роль в образовании необходимой для жизни органики.
Кроме того, те же ученые увидели молекулы синильной кислоты (HCN) и альдегид-ионы (НСО+) в газопылевом диске вокруг двойной звезды IRS 43 в созвездии Змееносца. А в сентябре 2017-го и феврале 2018-го корейские астрономы нашли в протопланетном облаке новорожденной звезды V883 в созвездии Ориона (1300 световых лет от Солнца) целый спектр сложных органических соединений — спиртов, альдегидов, ацетона, сахаров.
Компьютерное моделирование и раньше показывало, что органические молекулы, «кирпичики жизни», могут образовываться при нагревании и ультрафиолетовом облучении ледяных зерен протопланетного диска еще до формирования планет. Лабораторные эксперименты подтвердили: органический синтез атомов углерода и азота начинается уже при температуре 30 градусов Кельвина, что соответствует внешней зоне диска.