Наблюдения пылевого диска вокруг звезды 49 Кита заставляют пересмотреть модели формирования планет

Работающие в Чили радиотелескопы ALMA смогли рассмотреть обширный пылевой диск, окружающий звезду 49 в созвездии Кита. Проблема в том, что возраст звезды оценивается в 40 миллионов лет, и, по существующим представлениям, газ и пыль вокруг нее давно должны были расчиститься, образовав молодые планеты. О новых наблюдениях необычной системы Ая Хигучи (Aya Higuchi) и ее коллеги сообщают в статьях (1, 2), опубликованных в Astrophysical Journal и Astrophysical Journal Letters. Коротко о работе рассказывается в пресс-релизе Национальной астрономической обсерватории Японии (NAOJ).

Считается, что планеты образуются из остатков газопылевого диска, сформировавшего новорожденную звезду. Сближаясь и слипаясь друг с другом, мелкие частицы за довольно быстрое время формируют каменистые и газовые тела, а остатки газов уносятся прочь давлением звездного ветра. Звезда остается в окружении новых планет, а также обломков и пыли, образующих недолго живущий остаточный диск.

Однако наблюдения последних лет показывают, что и этот остаточный диск может сохранять заметные количества легких газов, подпитывая рост будущих планет — газовых гигантов. Такой газ, состоящий из атомарного углерода, обнаружили японские астрофизики, исследуя пылевой диск 49 Кита. Более того, его там оказалось вдесятеро больше, чем ожидали ученые: этого достаточно даже для того, чтобы заметить излучение редкого изотопа углерода-13, которое обычно полностью скрывается более распространенным 12-м изотопом.

Телескоп ALMA позволил получить снимки окрестностей 49 Кита в высоком разрешении и зафиксировать пространственное распределение атомов углерода в остаточном облаке. Все это помогло ученым рассмотреть две гипотезы о происхождении газа в нем. Во-первых, он мог остаться от протопланетного облака, однако существующие модели не позволяют объяснить, каким образом такое количество газа сохранилось возле звезды.

Во-вторых, газом облако могли наполнить многочисленные столкновения и катастрофы крупных «зародышей планет». Рассеивая по остаточному диску обломки и частицы пыли, они способны выделять и газ. Впрочем, по расчетам Аи Хигучи и ее коллег, для создания такого количества газа подобные космические аварии должны происходить невероятно часто. Ученые приходят к выводу о том, что существующие модели формирования планетных систем нуждаются в уточнении.