Ученые обнаружили искривленные протопланетные диски, пересматривая теорию формирования планет
Классическое представление о формировании планет — спокойные плоские диски космической пыли — получило неожиданный поворот.
Новое исследование, опубликованное в Astrophysical Journal Letters, заставляет пересмотреть эту устоявшуюся теорию. Международная команда ученых, используя мощность телескопа ALMA (Атакамская большая антенная решетка), обнаружила доказательства того, что протопланетные диски — колыбели будущих планет — на самом деле слегка деформированы.
Эти искривления, обычно не превышающие нескольких градусов, напоминают слабые наклоны планет в нашей Солнечной системе. Открытие указывает на то, что начальные условия формирования планетных систем могут быть гораздо более хаотичными, что ставит под вопрос прежние представления об эволюции планет и их орбит.
Доктор Эндрю Винтер, ведущий автор исследования из Университета Квинс Мэри в Лондоне: «Наши результаты говорят о том, что протопланетные диски искривлены. Это меняет все наши представления о них и имеет множество последствий для понимания формирования планет. Особенно интересно, что отклонения в пару градусов схожи с наклонами орбит планет в нашей Солнечной системе».
Доктор Мириам Бенисти из Института астрономии Макса Планка добавила: «Проект exoALMA выявил крупномасштабные структуры в дисках, формирующих планеты, которые совершенно не ожидались. Эти деформации бросают вызов идее упорядоченного образования планет и открывают новое поле для исследований».
Чтобы обнаружить искривления, ученые анализировали доплеровские сдвиги в радиоизлучении молекул CO, которые движутся внутри дисков. Эти сдвиги действуют как «космический спидометр», фиксируя малейшие изменения скорости газа. В рамках программы exoALMA исследователи с рекордной точностью сопоставили распределение скоростей в дисках. Моделирование этих данных позволило выявить отклонения, указывающие на наклоны различных участков дисков.
«Эти небольшие деформации могут быть естественным результатом процессов формирования звезд и планет», — отметил доктор Винтер. Ученые пока не знают точных причин искривлений. Возможно, играет роль гравитация невидимых звезд-компаньонов или турбулентные движения газа. Исследование также показывает, что даже слабые деформации (от 0.5° до 2°) могут объяснить крупномасштабные структуры в движении газа, спиральные узоры и температурные аномалии в дисках.
Если такие искривления действительно влияют на динамику газа, это меняет наш взгляд на ключевые процессы: турбулентность, перенос материала и формирование планетарных орбит. Интригующе, что степень деформации коррелирует с активностью звезды — чем больше материи поглощает молодая звезда, тем выраженнее искривление. Это указывает на связь между внутренними регионами диска (где формируется звезда) и его внешними зонами, где рождаются планеты.
Эти открытия уже привлекли внимание астрономов, планирующих наблюдения на космическом телескопе James Webb (JWST). Высокое разрешение JWST позволит изучить искривления в инфракрасном диапазоне, дополняя данные ALMA. Кроме того, моделирование на суперкомпьютерах поможет протестировать гипотезы о влиянии магнитных полей или скрытых экзопланет на структуру дисков.
Недавние исследования системы HD 163296, где ALMA ранее обнаружила спиральные рукава, также показали аномалии скоростей газа. Возможно, эти структуры — следствие аналогичных деформаций. «Мы только начинаем понимать, насколько динамичными и сложными являются протопланетные диски», — говорит доктор Бенисти.
Ученые прогнозируют, что искривления могут влиять на состав планет. Например, в наклоненных регионах пыль может накапливаться иначе, формируя планеты с необычными химическими свойствами. Это объяснило бы разнообразие экзопланет, от суперземель до горячих юпитеров, обнаруженных в последние годы.
Исследование бросает вызов не только теории планетообразования, но и методам поиска жизни. Если условия в деформированных дисках способствуют формированию экстремальных сред, это может сузить зоны обитаемости в других системах. Но, как отмечает доктор Винтер: «Хаос — это двигатель эволюции. Возможно, без искривлений не было бы и Земли».
В нашем Telegram‑канале, и группе ВК вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
