Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) сделали значительное открытие в области планетарного формирования. В свежей публикации в журнале Nature профессор Ричард Тиг и его команда представили доказательства того, что движение газа вокруг звезды AB Возничего ведет себя так, как предсказывают модели гравитационно нестабильных дисков.
Экзопланеты образуются в протопланетных дисках — скоплениях космической пыли и газа, вращающихся вокруг звезды. Согласно ведущей теории аккреции ядра, планеты формируются, когда частицы пыли собираются и сливаются, создавая планетарное ядро. Как только ядро приобретает достаточно сильное гравитационное поле, оно начинает привлекать материал, образуя атмосферу.
Но существует и другая теория — гравитационного коллапса. В этом сценарии сам диск становится гравитационно нестабильным и обрушается, формируя планету. Данный процесс требует массивного диска, и до недавнего времени не было известных подходящих кандидатов для изучения.
Специалисты исследовали звезду AB Возничего и обнаружили, что движение газа в её протопланетном диске согласуется с численными моделями гравитационной нестабильности. Это открытие подтверждает гипотезу о том, что гравитационный коллапс может быть жизнеспособным механизмом формирования планет.
«Было немало наблюдений, указывавших на возможные интересные процессы в данной системе. Исследовательские группы наблюдали спиральные рукава внутри диска и горячие точки, которые интерпретировались как возможные планеты. Некоторые объясняли это другими типами нестабильности. Однако мы поняли, что в диске происходит много интересного», — отметил профессор Тиг.
Гравитационная нестабильность возникает, когда гравитация самого диска становится достаточно сильной, чтобы возмущать его внутренние движения. Обычно гравитационное поле центральной звезды доминирует, но если диск становится слишком массивным, его гравитация начинает оказывать значительное влияние, приводя к формированию больших спиральных рукавов в диске.
Эти спиральные рукава могут удерживать газ, нагревать его и способствовать быстрому переносу углового момента внутри диска. Если диск становится нестабильным, он может фрагментироваться и коллапсировать, формируя планету за короткий срок.
Это открытие имеет важное значение для нашего понимания планетарного формирования. Теория аккреции ядра является доминирующей, но она не может объяснить образование крупных планет на значительном расстоянии от их звёзд. Гравитационный коллапс оказался жизнеспособной альтернативой для формирования таких планет.
«Наши результаты показывают, что прямой коллапс может быть путем формирования планет. Это особенно важно, поскольку мы находим всё больше свидетельств существования массивных планет, таких как Юпитер, находящихся на значительном расстоянии от своих звёзд», — добавляет профессор Тиг.
Учёные надеются, что их открытие поможет глубже понять процессы формирования планет и образование различных типов планетных систем. Данное исследование также подчёркивает важность дальнейших наблюдений и анализа гравитационной нестабильности в протопланетных дисках.
Источник: iXBT
