Дисковые ветры раскрыли тайны формирования планет

❋ 4.7

С помощью инфракрасной космической обсерватории «Джеймс Уэбб» международная группа астрономов обнаружила сложную структуру так называемых дисковых ветров — потоков газа, которые вырываются из протопланетного диска молодых звезд. Открытие предоставило новые данные о происхождении звездных систем.

Астрономия

# аккреция

# звезды

# космос

# планетные системы

# протопланетные диски

Астрономы получили беспрецедентные данные о газовых потоках, вырывающихся из протопланетного диска / © National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ)

Каждую секунду в наблюдаемой Вселенной рождается более 3000 звезд. Многие из них окружены протопланетными дисками — вращающимися газопылевыми облаками, из которых затем формируются планеты. Однако процессы, при которых образуются звезды и планетные системы, изучены недостаточно хорошо.

Известно, что ключевую роль в них играет аккреция — накопление звездой материи из окружающего диска. Чтобы газ перестал вращаться вокруг звезды и упал на нее, он должен потерять часть углового момента, но точные механизмы этого процесса до сих пор остаются неясными.

В последние годы в качестве возможного объяснения исследователи рассматривают дисковые ветры. Считается, что ветры, приводимые в действие магнитными полями и имеющие скорость 16-80 километров в секунду, уносят с собой часть газа и углового момента с поверхности диска.

Авторы исследования, опубликованного в журнале Nature Astronomy, вели наблюдения за четырьмя молодыми звездами, расположенными «ребром» к Земле. Три из четырех светил освободились от своих первоначальных газопылевых облаков, став идеальными кандидатами для изучения процессов внутри диска.

Благодаря работе инфракрасного спектрографа NIRSpec (один из основных инструментов «Уэбба») и ранее полученным с помощью телескопа ALMA (Atacama Large Millimeter Array) данным, астрономы узнали принципиально новую информацию о газовых потоках, выдуваемых из планетообразующего диска в космос.

Оказалось, что ветры обладают сложной трехмерной структурой: в каждом диске был обнаружен быстрый и узкий струйный поток, идентифицированный по излучению ионов железа (Fe II), погруженный в более медленный поток молекулярного водорода (H₂), который, в свою очередь, погружен в еще более медленный поток монооксида углерода (CO). Эти различные компоненты подтверждают теоретические модели «погруженной» морфологии дисковых ветров.

Цвета указывают на наблюдения различных компонентов газа, обнаруженных на разных длинах волн / © I. Pascucci et al. / MPIA

Таким образом, команда получила первые изображения ветров, способствующих потере углового момента (когда газ сбрасывает часть своей инерции, чтобы упасть на звезду). Полученные в рамках исследования результаты также помогают понять, как формируются звезды и планетные системы.

К другим процессам, влияющим на эволюцию протопланетных дисков, относятся так называемые X-ветры — потоки вещества, исходящие от протозвезды и возникающие из-за магнитных сил в аккреционных дисках близ формирующегося светила. Внешние части диска также облучаются интенсивным звездным светом, что приводит к возникновению тепловых ветров.

«Различить ветры, приводимые в движение магнитным полем, тепловые ветры и X-ветры удалось благодаря высокой чувствительности и разрешению космической обсерватории „Джеймс Уэбб“», — объяснили авторы нового исследования.

Полученные результаты дарят ученым представление о том, как могла выглядеть Солнечная система 4,6 миллиарда лет назад. «Погруженная» морфология ветров поддерживает теоретические предсказания о том, что дисковые ветры играют ключевую роль в аккреции материи и формировании планет.

Команда планирует продолжить наблюдения, чтобы лучше понять процессы, происходящие в протопланетных дисках, и получить новые данные о происхождении звездных систем, таких как Солнечная система и потенциально обитаемые миры за ее пределами.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.

Автор освещает темы из разных областей науки, включая астрономию, палеонтологию и генетику. Пишет о научных открытиях, природных явлениях и эволюционных процессах.