«Джеймс Уэбб» обнаружил формирующуюся планету вокруг юной звезды: это наблюдение позволяет изучать процесс зарождения планет в «реальном времени»

03.04.2024 22:31:00 | iXBT.com

Астрономы, используя космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST), обнаружили новую планету, формирующуюся вокруг молодой звезды PDS 70. С помощью инструмента MIRI астрономы смогли увидеть третью планету, только формирующуюся в газопылевом диске в окрестностях этой звезды, находящейся на расстоянии около 400 световых лет от Земли.

С использованием камеры ближнего инфракрасного диапазона NIRCam команда также обнаружила гигантский спиральный поток материала, который обеспечивает рост одной из прежде открытых планет, PDS 70C. Эта гигантская планета уже окружена собственным диском материала из которого, вероятно, скоро «родятся» спутники.

Валентин Кристианс, член команды MINDS, астрофизик из Лёвенского и Льежского университетов, объяснил: «Мы нашли новые доказательства существования третьей планеты в этой системе, которая была предположена на основе наблюдений наземного телескопа VLT. Кроме того, новые инфракрасные измерения подтверждают наличие материала вокруг двух известных планет, который может являться строительными блоками для формирующихся спутников».

Протопланетный диск вокруг молодой звезды PDS 70, который может содержать третью формирующующся планету. Источник: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) / Benisty

Система PDS 70 уже была изучена несколькими телескопами, включая ALMA и VLT. Эта система остается интересной для астрономов, поскольку возраст протозвезды и её протопланетного диска оценивается около 5,5 миллионов лет, что делает её «космическим младенцем» по сравнению с нашей Солнечной системой, которой 4,5 миллиарда лет. «PDS 70 уникальна, так как это единственная система, относительно которой все астрономы согласны, что мы обнаружили формирующиеся планеты. Изучение этой системы позволяет узнать больше о процессе образования планет», — сказал Кристианс.

О характеристиках потенциальной третьей планеты вокруг PDS 70 пока известно немного. Если её существование будет подтверждено, то она получит обозначение PDS 70D. По-видимому, она окутана облаком пыли и вращается примерно в 13 раз дальше от своей звезды, чем расстояние между Землёй и Солнцем.

Кристианс отметил: «Интересно, что орбита этой планеты находится в резонансе 1:2:4 с планетами PDS 70B и PDS 70C. Это значит, что её орбита будет в два раза меньше, чем у планеты PDS 70B и в четыре раза меньше, чем у планеты PDS 70C, — такая ситуация уже знакома нам в Солнечной системе с галилеевыми спутниками Юпитера: Ио, Европой и Ганимедом».

Спиральные потоки аккреции, аналогичные тому, который заметила команда, были теоретически предсказаны в протопланетных дисках вокруг молодых звёзд и наблюдались в других системах. Однако это первый раз, когда такая особенность связана напрямую с формированием планет. По словам Кристианса, это может свидетельствовать о том, что некоторые из наблюдаемых спиралей в протопланетных дисках также могут быть связаны с формированием планетарных систем. «Это первый раз, когда мы можем напрямую связать эту особенность с формирующейся планетой», — сказал он.

Наблюдения за экзопланетой PDS 70b, сделанные с помощью ALMA. Источник: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) /Balsalobre-Ruza

Астрономы продолжают изучать систему PDS 70 и надеются найти больше информации о формирующейся планете и её характеристиках. Это будет важным шагом в понимании процесса образования планет в молодых звёздных системах.

Для получения полного подтверждения существования новой планеты в системе PDS 70 требуются дополнительные наблюдения. Исследователь изначально был скептически настроен относительно утверждения о существовании планеты, но обнаружение сигнала, не соответствующего диску или другим известным планетам, изменило его мнение. Этот сигнал совпадает с предложенным кандидатом на третью планету и может указывать на планету, движущуюся по своей орбите.

Кристианс отметил, что их первоначальная цель не была связана с поиском планеты, и удивительно, что даже наземные наблюдения позволили обнаружить эту третью планету. Команда проведёт дополнительные наблюдения системы PDS 70 с помощью JWST для дальнейшего анализа.

В будущем команда планирует также использовать Extremely Large Telescope (ELT) для наблюдения системы PDS 70. Кристианс отмечает, что это будет хорошая возможность подтвердить и изучить потенциальные характеристики третьей планеты и лучше понять состав формирующихся планет и свойства материала вокруг них, который может служить строительным материалом для будущих спутников.

Подробнее