Новорожденная луна. Астрономы впервые увидели, как формируется спутник на орбите планеты

Диск, образующий спутник вокруг планеты
Фото: New Atlas | Диск, образующий спутник вокруг планеты PDS 70c. Художественная иллюстрация

Процесс формирования небесного тела происходит в звездной системе, которая находится на расстоянии 400 световых лет от Земли.

Астрономы получили четкое изображение колоссального диска из обломков, формирующих спутник, на орбите далекой планеты. По словам авторов нового исследования, в диске достаточно вещества, чтобы создать три космических тела размером с земную Луну, сообщает New Atlas

Открытие было сделано учеными, с помощью комплекса радиотелескопов ALMA Европейской южной обсерватории в чилийской пустыне Атакама, благодаря которому они получили изображения звездной системы PDS 70, которая находится примерно в 400 световых годах от Земли в созвездии Центавра.

Изображение системы PDS70
Изображение системы PDS70. Яркая точка - это планета PDS70с, которая находится в окружении околозвездного диска.
Фото: New Atlas

PDS 70 состоит из родительской звезды, вокруг которой вращаются две огромные протопланеты. Считается, что эти миры, которые были названы PDS 70b и PDS 70c, имеют общие характеристики с газовыми гигантами Юпитером и Сатурном.

Поскольку недавно сформированные планеты вращались в среде космической пыли, окружающей молодую звезду, их гравитационное влияние позволило им собрать вещество и добавить его к своей массе. Это, в свою очередь, создало огромную, относительно свободную от обломков полость, окружающую родительскую звезду.

"К настоящему времени было обнаружено более 4000 экзопланет, но все они были обнаружены в зрелых системах", — говорит Мириам Кепплер, соавтор нового исследования из Института астрономии Макса Планка в Германии. "PDS 70b и PDS 70c, которые образуют систему, напоминающую пару Юпитер-Сатурн, — единственные две обнаруженные на сегодняшний день экзопланеты, которые все еще находятся в процессе формирования".

Изображение планеты PDS 70с
Изображение планеты PDS 70с, окруженной околопланетным диском. Спарава видно околозвездный диск.
Фото: New Atlas

Более ранние наблюдения самой удаленной экзопланеты PDS 70c указали на присутствие околопланетного диска, окружающего растущий мир. Однако только когда были задействованы возможности ALMA по созданию изображений с более высоким разрешением, астрономы смогли раскрыть впечатляющую природу небесного тела.

"У нас есть четкие изображения диска, в котором могут формироваться спутники", — говорит Мириам Бенисти, ведущий автор исследования и исследователь из Университета Гренобля, Франция, и Университета Чили. "Наши изображения были получены с таким превосходным разрешением, что мы смогли четко определить, что диск связан с планетой, и впервые смогли определить его размер".

Изображение системы PDS70
Изображение системы PDS70 и планеты PDS 70с , полученное с помощью радиотелскопов ALMA.
Фото: New Atlas

Ученые считают, что огромный околопланетный диск состоит из вещества, которое был собрано планетой PDS 70c, вскоре после формирования местной солнечной системы. По словам авторов исследования, диск примерно в 500 раз больше, чем кольца Сатурна, и охватывает область космоса, которая примерно эквивалентна расстоянию от Землю до Солнца. Некоторая часть вещества в диске будет продолжать срастаться с планетой, продлевая ее рост. Однако оставшаяся часть вещества может также привести к образованию спутников.

Этот процесс формирования спутников повторяет процесс формирования планет вокруг звезды. Крошечные столкновения в структуре диска приводят к образованию сгустков вещества, которые продолжают расти и захватывать материал из окружающей среды, пока не станут полноценным спутником. Авторы исследования подсчитали, что кольцо, окружающее PDS 70c, содержит достаточно вещества для создания трех спутников размером с земную Луну.

Компьютерная анимация звездной системы PDS70

Новые изображения ALMA позволят астрономам проверить существующие теории о том, как формируются планеты и их спутники. Данная система также станет целью для наблюдений обсерваториями следующего поколения, включая 40-метровый Очень большой телескоп, который в настоящее время строится в Чили.