Ученые заметили рождение планеты в глубоком космосе

Говорят, что протопланетные диски, окружающие молодые новорожденные звезды, являются местом рождения планет. Наблюдения за рождением и формированием планет в этих средах оказались сложными, несмотря на то, что по всей Вселенной наблюдаются сотни таких дисков.

В новом исследовании Гарвардский университет и Смитсоновский институт разработали новый метод обнаружения этих неуловимых новорожденных планет, а вместе с ним и первое свидетельство того, что маленькие планеты, такие как Нептун или Сатурн, могут скрываться в космическом диске.

Ведущий исследователь исследования Фэн Лонг. говорит трудно обнаружить молодые планеты напрямую, и это удалось только в нескольких случаях. «Планеты всегда слишком тусклые, чтобы мы могли их увидеть, потому что они покрыты толстыми слоями газа и пыли».

Чтобы выяснить, существует ли планета, развивающаяся под пылью, ученые должны вместо этого искать подсказки.

За последние несколько лет на дисках появилось много структур, которые, как мы полагаем, вызваны планетами, но они также могут быть вызваны чем-то другим», — говорит Лонг. «Нам нужны новые методы, чтобы увидеть и подтвердить существование планеты».

В рамках исследования Лонг повторно изучил протопланетный диск под названием LkCa 15. Диск расположен на расстоянии 518 световых лет в созвездии Тельца. Наблюдения с помощью обсерватории ALMA ранее указывали на то, что в диске формируются планеты.

Данные LkCa 15, полученные в 2019 году, были проанализированы Лонгом, и были обнаружены две слабые особенности, которые ранее были упущены. Пыльное кольцо с двумя яркими и отдельными группами вещества, вращающимися внутри него, было обнаружено Лонгом примерно в 42 астрономических единицах от звезды. Он имел форму небольшого комка, разделенного на 120 градусов большей дугой.

Чтобы выяснить, что вызвало накопление материала, Лонг изучил компьютерные модели и обнаружил, что их размеры и расположение соответствуют модели присутствия планеты. По ее словам, между этой дугой и этим скоплением около 120 градусов. «Эта степень разделения не просто происходит — она очень важна математически».

Точка Лагранжа, или длинная точка, — это точка в пространстве, где два тела, такие как звезда и вращающаяся вокруг планета, создают усиленные области притяжения, которые позволяют накапливаться материи. Материал, объясняет Лонг, не просто свободно плавает, он стабилен и предпочитает располагаться на основе физики и задействованных объектов.

Лонг обнаружил эту дугу и сгусток вещества в точках Лагранжа L4 и L5. В точках L4 и L5 видно скопление пыли из-за наличия между ними небольшой планеты, спрятанной под углом 60 градусов.

В результате было обнаружено, что планета имеет размер Нептуна или Сатурна, а возраст оценивается от одного до трех миллионов лет. Когда дело доходит до планет, это относительно молодо. Хотя Лонг считает, что дальнейшие наблюдения за LkCa 15 могут предоставить дополнительные доказательства, подтверждающие открытие ее планеты, прямое получение изображений может оказаться невозможным в ближайшее время из-за технологических ограничений.

Новый подход, который она разработала, также будет использоваться астрономами в будущем для обнаружения планет, где материал преимущественно накапливается в точках Лагранжа. «Я надеюсь, что этот метод получит широкое распространение в будущем», — говорит она. «Единственная оговорка заключается в том, что для этого требуются очень глубокие данные, поскольку сигнал слабый».