Інфрачервоний космічний телескоп “Джеймс Вебб” безпосередньо виявив третю за рахунком протопланету в диску навколо молодої маломасивної зірки PDS 70. Передбачається, що орбіти всіх протопланет у системі можуть утворювати резонанс 1:2:4, що робить PDS 70 унікальним об’єктом для подальших досліджень процесів планетоутворення. Препринт роботи доступний на сайті arXiv.org.
Величезну вагу для перевірки моделей утворення та еволюції планет відіграють спостереження за молодими планетами або протопланетами, які ще тільки формуються, у дисках, що оточують молоді зірки. Однак на поточний момент астрономам відомо лише кілька протопланет, більша частина яких – непідтверджені кандидати.
Група астрономів на чолі з Валентином Крістіансом (Valentin Christiaens) з Льєжського університету повідомила про пряме виявлення третьої протопланети в диску навколо молодої зірки PDS 70. Спостереження за нею вели за допомогою камери NIRCam “Джеймса Вебба” в рамках програми MINDS 8 березня 2023 року.
PDS 70 класифікується як зірка типу Т Тельця і розташовується на відстані 370 світлових років від Сонця в сузір’ї Центавра. Її вік становить 5,4 мільйона років, вона належить до спектрального типу K7IV. Світило оточене протопланетним диском, що складається з багатого на воду внутрішнього диска, відокремленого від зовнішнього диска кільцевим зазором із радіусом до 54 астрономічних одиниць. У ньому раніше було виявлено і підтверджено дві з відомих на сьогодні протопланети, що ростуть внаслідок акреції речовини з навколопланетних дисків. Крім того, кілька років тому було запідозрено існування третього кандидата в протопланети.
Вчені перевиявили обидві вже знайдені протопланети і відстежили акреційний потік, що живить їх, у вигляді спіральної структури. Для PDS-70c швидкість акреції речовини диска на протопланету оцінюють у 10 мінус 6,7 степеня мас Юпітера на рік, у припущенні, що маса протопланети становить близько семи мас Юпітера. У разі PDS-70b з масою близько трьох мас Юпітера швидкість акреції речовини навколопланетного диска на протопланету оцінюється в 10 мінус 7,5 степеня мас Юпітера на рік.
Дослідники також виявили яскраве джерело випромінювання поблизу передбаченого місця розташування третього кандидата в протопланети, на зовнішньому краї внутрішнього диска. Якщо це не тимчасова пилова грудка, то об’єкт являє собою протопланету, оповиту пиловою оболонкою. Довжина великої півосі орбіти протопланети становить приблизно 13,5 астрономічної одиниці, причому орбіта опиняється поблизу резонансу середнього руху 1:2:4 з іншими протопланетами, для яких довжини великих півосей становлять 21 і 34 астрономічних одиниць. Усе це робить PDS 70 унікальною природною лабораторією для вивчення взаємодії планет і дисків та планетарної акреції.