ALMA отследила движение спиральных рукавов в протопланетном диске. Обсерватория наблюдала за звездой IM Волка семь лет

Наземная система радиотелескопов ALMA отследила движение спиральных рукавов в протопланетном диске вокруг юной звезды IM Волка в течение семи лет. Наличие рукавов подтверждает идею о том, что они появляются в дисках, где может действовать механизм гравитационной нестабильности, способный формировать крупные планеты на широких орбитах. Статья опубликована в Nature Astronomy. 

К настоящему моменту было обнаружено много крупных экзопланет на широких орбитах у своих звезд, однако до сих пор нет хорошего понимания процесса формирования таких объектов. В стандартной модели рождения экзогиганта путем аккреции вещества из протопланетного диска на твердое ядро время формирования самого ядра из пылинок будет больше времени жизни диска. Альтернативным объяснением выступает гравитационная нестабильность в диске, однако для ее хорошей проверки требуется увеличение выборки данных наблюдений за протопланетными дисками, особенно такими, которые содержат спиральные рукава. Подобные структуры считаются одним из опциональных признаков действия механизма гравитационной нестабильности, а также могут свидетельствовать о планетообразовании в диске.

Группа астрономов во главе с Томохиро Ёсидой (Tomohiro C. Yoshida) из Университета перспективных исследований в Митаке опубликовала результаты многолетних наблюдений за протопланетным диском вокруг молодой звезды IM Волка при помощи наземной системы радиотелескопов ALMA. Наблюдения велись в линиях угарного газа в миллиметровом диапазоне волн в 2017, 2019 и 2024 годах.

IM Волка расположена примерно в 515 световых годах от Солнца, это звезда типа Т Тельца массой около 1,1 массы Солнца и возрастом до миллиона лет. Она обладает массивным (около 0,1 массы Солнца) протопланетным диском, в котором ранее нашли кольцевые структуры.

Данные наблюдений охватывают семь лет, что позволило увидеть кеплеровское вращение обнаруженных в диске и не замеченных ранее спиральных структур из пыли. Эти структуры прослеживаются на удалении от 20 до 200 астрономических единиц от звезды, предполагается, что существуют они ограниченное время и в дальнейшем угол их закрутки будет уменьшаться, как и сами спирали. Эту идею можно будет подтвердить в ходе будущих наблюдений ALMA, запланированных на 2026 год. Обнаружение рукавов согласуется с предсказаниями о том, что диск вокруг IM Волка достаточно массивен, чтобы в нем начала действовать гравитационная нестабильность.

Посмотреть на то, как вокруг других звезд в течение многих лет вращаются экзопланеты, можно в таймлапсах тут и тут.

Источник