Незвичний об’єкт із прізвиськом «гамбургер Гомеса» (GoHam) дав астрономам майже ідеальний погляд на найперші етапи життя далекого газового гіганта. Цей масивний протопланетний диск оточує молоду зорю в регіоні Скорпіона–Центавра на відстані близько 453 світлових років від Землі. Як описано в новому дослідженні в журналі The Astrophysical Journal, розташування GoHam відносно нашої планети дозволяє надзвичайно чітко бачити тонкі шари пилу й частинок, які з часом можуть зібратися в гігантську планету.
Про відкриття та детальний аналіз цього об’єкта розповідає матеріал видання Popular Science.
Від «туманності» до еталону формування планет
Вперше гамбургер Гомеса помітили ще у 1985 році, але тоді його помилково вважали планетарною туманністю на відстані до 6500 світлових років. Згодом, завдяки новим спостереженням, зокрема за допомогою комплексу радіотелескопів Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) в Чилі, оцінки переглянули.
ALMA вимірює випромінювання на міліметрових і субміліметрових довжинах хвиль. Це дає змогу «бачити» крихітні пилові зерна та молекули газу в далеких об’єктах і будувати їх детальні карти. Положення GoHam майже ребром до нашої лінії зору робить його особливо цінною мішенню: він став новим еталонним прикладом для перевірки моделей еволюції планет.
Співавтор дослідження, астроном Чарльз Ло (Charles Law) з Університету Міннесоти, підкреслює, що GoHam дає рідкісну й чітку картину як вертикальної, так і радіальної структури дуже великого, майже «на ребро» повернутого диска. Поєднання зоряних вітрів, асиметрій у будові, величезних розмірів диска та ознак зародження планет робить його, за словами вчених, «ідеальною лабораторією».
Шари газу та пилу, як у багатошаровому сендвічі
Команда Ло проаналізувала розподіл молекул в диску, зосередившись на вуглекислому газі (CO) та сполуках, що містять сірку. Як і передбачали теоретичні моделі, найлегший газ виявився у найвищих шарах над середньою площиною диска, тоді як важчі сірковмісні компоненти лежать нижче.
У самій середній площині видно тонкий, але дуже щільний шар міліметрового пилу. Саме з такого пилу з часом можуть формуватися планетезималі, а далі — повноцінні планети. Умовна «подібність до гамбургера» на цьому, по суті, закінчується: структура диска набагато складніша, ніж простий бутерброд.
Пилові хмари в GoHam витягнуті з півночі на південь, причому одна сторона випромінює яскравіше й ширше. Астрономи пов’язують це з порушенням у диску, наприклад космічним вихором, який може «захоплювати» додаткову речовину й сприяти зародженню планети.
Зоряний вітер і потенціал цілої планетної системи
У північній частині диска виявили тьмяні й тонкі лінії випромінювання вуглекислого газу. Це свідчить, що центральна зоря GoHam виштовхує газ у міжзоряний простір у вигляді так званого фотоевпаровувального вітру — потоку, який виникає під дією інтенсивного випромінювання зорі.
Ще одна важлива риса гамбургера Гомеса — його розміри. Це один із найбільших протопланетних дисків, які будь-коли спостерігали астрономи: його діаметр сягає майже 93 мільярдів миль. Крім того, маса пилу в ньому експоненційно більша, ніж у типовому протопланетному диску.
Такі масштаби означають, що GoHam може приховувати не лише «дитя» одного газового гіганта. За оцінками дослідників, у цьому диску потенційно вистачить матеріалу для формування цілої планетної системи, що робить гамбургер Гомеса одним із найперспективніших об’єктів для вивчення народження нових світів.