Астрономы впервые увидели, как рождается гигантская супер-Земля

Ученые приоткрыли завесу тайны над рождением огромных двойников нашей планеты.

Загадочные двойные разрывы в газопылевых дисках, недавно открытые астрономами у нескольких молодых звезд, оказались следами формирования крупных двойников Земли, говорится в статье, опубликованной в Astrophysical Journal (перевод – ria.ru).

"Наблюдения за звездами HL в созвездии Тельца и TW в созвездии Гидры показали, что в их протопланетном диске есть две пары разрывов, находящихся на очень небольших расстояниях друг от друга. Такие узкие разрывы, порожденные планетами, просто не могут возникнуть на таком расстоянии. Оказалось, что одной супер-Земли хватает, чтобы породить сразу несколько подобных колец", — Жобин Дун (Ruobing Dong) из университета Аризоны в Тусоне (США).

За последние годы, как рассказывают ученые, телескоп "Кеплер" и ряд наземных обсерваторий открыли тысячи планет за пределами Солнечной системы, большая часть которых является или "горячими юпитерами" — крупными газовыми гигантами, или супер-Землями – каменистыми планетами, чья масса в 1,8-3 раза больше земной.

То, как формируются большие "кузины" Земли, пока загадка для ученых, так как пока астрономам не удалось найти ни одной новорожденной звездной системы, где бы возникали такие планеты. Это заставило многих планетологов считать, что супер-Земли требуют неких экзотических условий формирования, что во многом не совпадает с тем, что подобные экзопланеты очень часто находят у ближайших к нам светил.

Дун и его коллеги нашли неожиданное объяснение тому, почему ученые долго не могли найти "роддома" таких планет, и попутно раскрыли одну из последних космических загадок, изучая данные, которые собирал чилийский микроволновый телескоп ALMA во время наблюдений за несколькими новорожденными звездами.

Как отмечает планетолог, часть этих светил обладает довольно странным протопланетным диском, внутри которого есть множество очень узких и близко расположенных разрывов, существование которых астрономы обычно связывают с формированием планет.

Близкое расстояние между дырами, по словам Дуна, заставило многих его коллег сомневаться в том, что внутри них могут рождаться планеты. Гравитационные взаимодействия между их зародышами сделают подобные кольца пустоты крайне нестабильными, и в конечном итоге они быстро разрушатся еще до того, как закончится формирование планет, и до того, как их смогут увидеть астрономы.

Дун и его коллеги нашли объяснение этому, обратив внимание на то, что газ и пыль внутри протопланетного диска движутся несколько по-разному, если внутри него рождается сравнительно небольшая и достаточно плотная планета. Взаимодействия газа и пыли с зародышем планеты породят два разрыва внутри диска, один из которых будет находиться практически сразу перед планетой, а второй – за ней.

Затем эти дыры, благодаря разной скорости движения крупных и мелких частиц пыли, расщепятся еще на два кольца, разделенные узкими полосками пыли и газа. Как показывают расчеты ученых, подобные структуры остаются стабильными на протяжении многих тысяч витков вокруг новорожденного светила, что позволяет находить их при помощи телескопов.

Следы подобных структур, практически неотличимых от результатов расчетов Дуна и его коллег, можно увидеть на снимках протопланетных дисков у звезд HL в созвездии Тельца и TW в созвездии Гидры, полученных при помощи ALMA.

Схожим образом, как считают ученые, могут формироваться и другие крупные землеподобные планеты. Изучение следов их рождения, по мнению планетологов, поможет понять, из чего они состоят, какие условия господствуют на их поверхности и пригодны ли они для рождения жизни.