Астрономи розглянули систему молодої зірки T Cha, яка перебуває на останньому етапі формування. З протопланетного диска вже почали зникати газ і пил. Учені впевнені, що це результат кількох процесів, зокрема впливу зоряного вітру, але безпосередньо його засікти не вдавалося – до спостережень за допомогою космічного телескопа “Джеймс Вебб”.
Протопланетний диск в уявленні хужожника / © ESO
Розсіювання протопланетного диска відіграє велику роль в еволюції системи. Від того, коли і як зникає диск, залежить формування і міграція планет. У системах на кшталт Сонячної поблизу зірки переважають кам’янисті планети, а газові гіганти опиняються далеко. Куди дівається газ із внутрішньої області системи? Нове дослідження довело, що розібратися в цьому допоможе космічний телескоп “Джеймс Вебб”.
Ще недавно вчені вважали, що внутрішня частина диска зникає сама по собі. Через тертя пил і газ сповільнюються і “падають” у зірку. Грає роль і фотовипарний вітер – високоенергетичні фотони, що розлітаються від зірки і “здувають” диск. Проблема в тому, що цей вітер починає діяти на досить великій відстані, де слабшає тяжіння світила.
За останні кілька років за допомогою комп’ютерного моделювання на рівні мікрофізики дослідники з’ясували, що “падіння” в зірку – результат радше не тертя, а впливу магнітогідродинамічного вітру. Прискорені магнітним полем зірки потоки газу уповільнюють обертання протопланетного диска, і його речовина починає “падати” в центр системи. Вчені припустили, що розрізнити вплив фотонів і магнітного поля можна за зміщенням спектральних ліній аргону і неону, іонізованих випромінюванням. І ось їм це вдалося.
Об’єктом для спостережень астрономи обрали T Cha, яскраву молоду зірку спектрального класу G (жовтий карлик типу нашого Сонця), розташовану в 336 світлових роках від нас. Їй від двох до десяти мільйонів років. Головне – минулі спостереження виявили сильне випромінювання неону [Ne II], якраз одну з ліній, за якими “полювали” автори.
- Астрономи побачили, якою може стати Земля через 8 млрд років
- Чому у Всесвіті немає антиречовини? Відповідь може дати космологічний колайдер
- Кількість потенційно населених світів робить відкриття позаземного життя «неминучим»
Інша особливість системи T Cha – будова протопланетного диска. Газ у ньому розподілений суцільним шаром, а ось у пилу – величезний розрив якраз у внутрішній області системи. На відстані від однієї до 20 астрономічних одиниць від зірки пилу немає.
За одними лише спектральними лініями вчені не могли визначити: можна вважати неон показником тільки “магнітного” вітру у внутрішній області системи чи він “підсвічує” і високоенергетичні фотони. Тому потрібні були система на кшталт T Cha з великим розривом і потужний телескоп, здатний вловити перепади випромінювання між внутрішньою областю протопланетного диска і зовнішньою.
Ілюстрація будови протопланетного диска біля зірки TCha. Вітер створюють фотони. За припущенням авторів дослідження, сильне ультрафіолетове випромінювання іонізує аргон, а рентгенівське – неон / © Bajaj et al. The Astronomical Journal (2024)
Уперше вченим вдалося розрізнити коливання неону [Ne II] і засікти в протопланетному диску аргон [Ar III]. За словами авторів роботи, опублікованої в журналі The Astronomical Journal, лінії газів вказують на пізній етап формування системи, і їх можна пояснити як “магнітним” вітром, так і “фотонним”.
Ба більше, за підрахунками, які будуть опубліковані в супровідних статтях, через вплив вітрів за рік диск T Сha втрачає масу, яку можна порівняти з Місяцем. Зіставивши нові спостереження з даними “Спітцера”, автори дослідження висунули припущення, що сучасне покоління вчених зможе побачити, як зникне весь пил із внутрішнього диска, так швидко він “розсмоктується”. Головне, що це дослідження вкотре довело можливості “Джеймса Вебба”: з його допомогою астрономи зможуть набагато глибше зануритися у вивчення еволюції протопланетних дисків.