Возможная экзопланета в осколочном диске вокруг звезды - «Наука и техника»

Добавлено 07-дек-2021, 00:00 От Daniels

Осколочные диски вокруг звезд главной последовательности представляют собой разреженные пояса из пыли, которые, предположительно, образуются, когда астероиды или другие планетезимали сталкиваются между собой и распадаются на осколки. Такие структуры широко распространены во Вселенной — более четверти от числа всех звезд главной последовательности имеют осколочные диски и, поскольку такие диски с трудом поддаются обнаружению, вполне вероятно, что на самом деле их доля еще выше. Современные инструменты способны обнаруживать осколочные диски лишь в таких системах, которые имеют примерно на порядок большую светимость, если сравнивать с диском, генерируемым поясом Койпера нашей Солнечной системы.
Пыль в составе этих осколочных дисков заслуживает внимания сама по себе, но она также позволяет определять свойства планетных систем. Крупнейшие зерна пыли (размером более одного миллиметра), совместное рассеяние которых поддается измерению при помощи обсерватории ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), подвергаются лишь относительно небольшому влиянию со стороны звездных ветров или давления излучения звезды. На их распределение в большей степени влияют такие факторы, как гравитация и столкновения. Эта «хаотичная зона» представляет собой обширную область, внутри которой частицы пыли не имеют стабильных гравитационных орбит, в результате чего формируется щель, ширина которой зависит, помимо прочего, от массы планеты. Планета в осколочном диске может формировать такую щель, и измерения параметров щели поэтому могут быть использованы для оценки массы планеты — фундаментального параметра экзопланеты, значение которого с трудом поддается измерению другими способами.
В новой работе астрономы из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра Шон Эндрюс (Sean Andrews) и Дэвид Уилнер (David Wilner) входили в состав группы, которая использовала обсерваторию ALMA для изучения известного осколочного диска вокруг звезды HD 206893, находящейся на расстоянии около 135 световых лет от нас. В системе этой звезды также имеется компаньон — коричневый карлик массой примерно в 15-30 масс Юпитера. Снимки осколочного диска, сделанные при помощи обсерватории ALMA с высоким пространственным разрешением, позволили установить, что радиус диска составляет от 50 до 185 астрономических единиц (1 а.е. равна среднему расстоянию от Земли до Солнца), при этом в диске была обнаружена щель, начинающаяся на расстоянии в 63 а.е. от центра и простирающаяся вдоль радиуса до отметки примерно в 94 а.е. от центра. Если эта щель была вырезана одиночной планетой, находящейся на круговой орбите, то теория хаотичной зоны позволяет оценить массу планеты примерно в 1,4 массы Юпитера, а радиус ее орбиты при этом должен составлять около 79 а.е., делают выводы авторы.
Работа опубликована в журнале Astrophysical Journal; главный автор Ава Недерландер (Ava Nederlander).

Осколочные диски вокруг звезд главной последовательности представляют собой разреженные пояса из пыли, которые, предположительно, образуются, когда астероиды или другие планетезимали сталкиваются между собой и распадаются на осколки. Такие структуры широко распространены во Вселенной — более четверти от числа всех звезд главной последовательности имеют осколочные диски и, поскольку такие диски с трудом поддаются обнаружению, вполне вероятно, что на самом деле их доля еще выше. Современные инструменты способны обнаруживать осколочные диски лишь в таких системах, которые имеют примерно на порядок большую светимость, если сравнивать с диском, генерируемым поясом Койпера нашей Солнечной системы. Пыль в составе этих осколочных дисков заслуживает внимания сама по себе, но она также позволяет определять свойства планетных систем. Крупнейшие зерна пыли (размером более одного миллиметра), совместное рассеяние которых поддается измерению при помощи обсерватории ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), подвергаются лишь относительно небольшому влиянию со стороны звездных ветров или давления излучения звезды. На их распределение в большей степени влияют такие факторы, как гравитация и столкновения. Эта «хаотичная зона» представляет собой обширную область, внутри которой частицы пыли не имеют стабильных гравитационных орбит, в результате чего формируется щель, ширина которой зависит, помимо прочего, от массы планеты. Планета в осколочном диске может формировать такую щель, и измерения параметров щели поэтому могут быть использованы для оценки массы планеты — фундаментального параметра экзопланеты, значение которого с трудом поддается измерению другими способами. В новой работе астрономы из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра Шон Эндрюс (Sean Andrews) и Дэвид Уилнер (David Wilner) входили в состав группы, которая использовала обсерваторию ALMA для изучения известного осколочного диска вокруг звезды HD 206893, находящейся на расстоянии около 135 световых лет от нас. В системе этой звезды также имеется компаньон — коричневый карлик массой примерно в 15-30 масс Юпитера. Снимки осколочного диска, сделанные при помощи обсерватории ALMA с высоким пространственным разрешением, позволили установить, что радиус диска составляет от 50 до 185 астрономических единиц (1 а.е. равна среднему расстоянию от Земли до Солнца), при этом в диске была обнаружена щель, начинающаяся на расстоянии в 63 а.е. от центра и простирающаяся вдоль радиуса до отметки примерно в 94 а.е. от центра. Если эта щель была вырезана одиночной планетой, находящейся на круговой орбите, то теория хаотичной зоны позволяет оценить массу планеты примерно в 1,4 массы Юпитера, а радиус ее орбиты при этом должен составлять около 79 а.е., делают выводы авторы. Работа опубликована в журнале Astrophysical Journal; главный автор Ава Недерландер (Ava Nederlander).