Исследователи обнаружили гигантскую экзопланету массой от трех до десяти раз масс Юпитера, скрывающуюся в протопланетном диске (облаке из газов, пыли и льда, в котором начинается процесс формирования планет) молодой звезды MP Mus (PDS 66). Это первое косвенное обнаружение экзопланеты в протопланетном диске с помощью сочетания данных Gaia и ALMA. Результаты опубликованы в журнале Nature Astronomy.
Планеты формируются в облаках из газа и пыли, которые называются протопланетными дисками и окружают молодые звезды. Под действием силы притяжения маленькие частицы в диске начинают слипаться и постепенно образуют более крупные тела — сначала зародыши планет (планетезимали), а потом и планеты. Этот процесс называется аккрецией ядра. По мере роста молодые планеты начинают двигаться в диске, словно бороздки на поверхности виниловой пластинки. Наблюдать за этими молодыми планетами очень сложно из-за помех, создаваемых газом и пылью в протопланетном диске. На сегодняшний день ученые обнаружили всего три молодые планеты в протопланетном диске.
В 2023 году исследователи с помощью радиотелескопа ALMA, используя коротковолновые радиоволны, провели детальное изучение протопланетного диска вокруг звезды MP Mus (PDS 66). Результаты показали, что молодая звезда, по-видимому, не имеет спутников. В окружающем ее диске не было ни одной щели, в которой могли бы формироваться планеты, он был совершенно плоским и бесформенным.
«Наши предыдущие наблюдения показали, что это скучный, плоский диск. Но нам это показалось странным, ведь диску от семи до десяти миллионов лет. В диске такого возраста мы ожидали увидеть признаки формирования планет», — рассказал Альваро Рибас из Кембриджского университета.
Повторное изучение на ALMA с использованием большей длине волны (3 мм) позволило команде глубже проникнуть в структуру диска и выявить несколько полостей, в том числе внутреннюю полость рядом со звездой, которые ранее были незаметны. Это позволяет предположить, что MP Mus все-таки не одинока.
Параллельно исследователь из Европейской южной обсерватории проанализировал данные космического телескопа Gaia Европейского космического агентства, фиксирующей точные положения и движения звезд. Он обнаружил, что MP Mus немного колеблется, что является косвенным признаком наличия массивного спутника — формирующейся планеты.
Объединив данные ALMA и Gaia, а также результаты компьютерного моделирования, ученые пришли к выводу, что колебания звезды вызваны крупной газовой планетой, масса которой составляет от трех до десяти масс Юпитера. Эта планета вращается на расстоянии, примерно в 1–3 раза превышающем расстояние от Земли до Солнца.
Таким образом, ученые впервые обнаружили экзопланету в протопланетном диске косвенным путем — сочетанием данных телескопа Gaia, который фиксирует движение звезды, и наблюдений ALMA, способных выявлять структуры в диске. Этот подход открывает новые возможности для поиска и изучения молодых планет, скрытых в плотных газопылевых дисках, где прямое наблюдение затруднено из-за помех.
Авторы отмечают, что предстоящие обновления ALMA, а также телескопы будущего, такие как Очень большая антенная решетка следующего поколения (ngVLA), могут быть использованы для более глубокого изучения дисков и лучшего понимания того, как устроена скрытая популяция молодых планет. Это, в свою очередь, может помочь узнать, как формировалась Земля.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
