Астрономы впервые в истории получили изображение рождения планеты из протопланетного диска, окружающего свою родную звезду, оранжевого карлика, расположенного приблизительно в 370 световых годах от Земли. О наличии формирующейся планеты возле звезды PDS 70 подозревали уже давно, но подтвердить присутствие мира, получившего название PDS 70b, ученым удалось только сейчас. О результатах наблюдений астрономы поделились на страницах журнала Astronomy & Astrophysics.
Несмотря на то, что у астрономов имеется достаточно подробная модель планетарного формирования, подтвердить ее на практике оказалось достаточно проблематичной задачей. Нам известно, что с появлением новых звезд вокруг них образуется протопланетный диск, состоящий из пыли, газа и другой материи. Процесс планетарной аккреции (формирования новой планеты) начинается со столкновения и слипания частиц вышеописанной материи. 'Гуляя' по орбите звезды, накапливая массу и гравитацию, материя в конечном итоге образует планетарную форму.
Ранее астрономы уже находили несколько протопланетных дисков и даже отмечали характерные спектральные признаки, указывающие на орбитальный ход протопланет внутри этих дисков. Однако фактически запечатлеть молодую планету, еще только формирующуюся у звезды, ученым до этого момента не удавалось. Основная сложность заключалась в расстоянии. Экзопланеты, как правило, в таких случаях находились слишком далеко и были слишком тусклыми для того, чтобы их можно было разглядеть в оптические телескопы. Яркость самих звезд просто перекрывала их альбедо. По той же причине мы, например, не видим днем другие звезды на небе. Этого не позволяет сделать свет нашего Солнца.
Существенный прогресс в исследовании протопланетного диска звезды PDS 70 был достигнут в 2012 году, когда ученые из Института астрономии общества Макса Планка и Европейской южной обсерватории решили заняться целенаправленным поиском новой планеты вокруг этой звезды.
'Мы давно знаем, что внутри протопланетных дисков протозвезд происходят процессы формирования новых планет, однако до этого момента единственное, что нам удавалось обнаружить напрямую, так это лишь несколько косвенных намеков', - говорит астроном Мириам Кепплер из Института астрономии общества Макса Планка.
'Большинство потенциальных планетарных кандидатов виделись нам как незначительные искажения или особенности на фоне протопланетных дисков'.
Ученые решили выбрать для наблюдения звезду PDS 70 сразу по нескольким причинам. Во-первых, ее протопланетный диск достаточно большой - радиус составляет порядка 130 астрономических единиц (1 а.е. = расстояние от Земли до Солнца; тот же пояс Койпера расположен от Солнца на расстоянии около 50 а.е.). Во-вторых, поскольку речь идет о звезде класса оранжевый карлик, с массой чуть меньше Солнечной и не очень высокой светимостью, то астрономам было проще проводить поиск вероятной планеты, расположенной внутри протопланетного диска.
Используя коронограф Очень большого телескопа, а также набор поляризующих фильтров, позволяющих блокировать определенный вид волн света, ученые обнаружили внутри протопланетного диска звезды PDS 70 очень большую планету. Все собранные данные указали на то, что планета все еще набирает нужную ей массу и забирает материю из диска.
Дальнейший анализ объекта показал, что его масса в несколько раз больше массы Юпитера, а его орбита пролегает примерно в 22 астрономических единицах от звезды, что чуть дальше, чем Уран расположен от Солнца. Совершение полного оборота вокруг звезды PDS 70 занимает у планеты 120 земных суток. При этом ученые смогли выяснить приблизительную температуру планеты - около 1200 кельвинов (927 градусов Цельсия).
Молодая планета оказалась горячее любой планеты нашей Солнечной системы. Для сравнения, температура Венеры - самой горячей планеты нашей системы - составляет 737 градусов Кельвина (464 градуса Цельсия). Кроме того, ученые подозревают, что планета покрыта облаками, которые изменяют излучение, идущее от ее ядра.
Ученые очень сомневаются в потенциале ее обитаемости, однако отмечают, что важнее является сам факт прямого наблюдения за все еще формирующимся планетарным телом, что дает астрономам огромный багаж новых знаний.
'Если мы хотим полностью разобраться в процессе планетарного формирования, нам необходимо проводить прямые наблюдения за тем, как рождаются новые планеты', - подытоживают ученые.