На сенсационном снимке, полученном на ALMA – детали процесса рождения планет / Наука (Космос, физика, биология, астрономия.) :: космос :: космос :: Dim Dimich :: создание звездной системы :: разное

На сенсационном снимке, полученном на ALMA – детали процесса рождения планет

Этот новый снимок, полученный на телескопе ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), выявляет необычайно подробные, никогда прежде не фиксировавшиеся детали протопланетного диска вокруг молодой звезды. Это первые наблюдения с ALMA в близкой к окончательной конфигурации антенной решетки телескопа, и самые четкие изображения, когда-либо полученные в субмиллиметровом диапазоне. Новый результат – огромный шаг вперед в наблюдениях процесса развития протопланетных дисков и образования планет.Для первых наблюдений на ALMA в новой, наиболее мощной конфигурации антенной решетки телескопа, исследователи направили его антенны на HL Тельца — молодую звезду, находящуюся примерно в 450 световых годах от нас и окруженную пылевым диском [1]. Полученное изображение превзошло все ожидания. На нем различимы беспрецедентно мелкие детали диска, состоящего из остатков протозвездного облака и имеющего явные признаки присутствия нескольких планет. На фото виден ряд концентрических ярких колец, разделенных темными дугообразными промежутками [2]."Эти детали почти наверняка являются результатом присутствия планетообразных тел, формирующихся в диске. И это неожиданно, так как считается, что у столь молодых звезд еще не успели образоваться крупные планеты, из-за которых в диске могут появиться такие детали", —говорит Стюарт Кордер (Stuartt Corder), заместитель директора ALMA.“Когда мы увидели это изображение, мы были потрясены невероятным уровнем детализации. Просто лишились речи. Звезде HL Tauri не более миллиона лет, но ее диск уже оказался полон формирующимися планетами. Один только этот снимок произведет революцию в теории образования планет”, — говорит Кэтрин Влахэкис (Catherine Vlahakis), заместитель руководителя научных программ ALMA (Deputy Program Scientist) и главный научный сотрудник программы наблюдений с длинной базой (ALMA Long Baseline Campaign).В общем, диск HL Tau оказался гораздо более развитым, чем следовало бы ожидать в соответствии с возрастом звезды. Таким образом, полученное на ALMA изображение свидетельствует о том, что процесс образования планет может идти быстрее, чем считалось раньше.Такое высокое угловое разрешение на ALMA может быть достигнуто только с использованием длинных баз. Оно дает астрономам такую информацию, которую невозможно получить ни с каким другим инструментом — даже на Космическом телескопе Хаббла. “Логистические и инфраструктурные проблемы, которые пришлось решить для того, чтобы переместить антенны в столь отдаленные позиции, потребовали беспрецедентных усилий от международного коллектива инженеров и ученых высшей квалификации”,— сказал директор обсерватории ALMA Пьер Кокс (Pierre Cox).Молодые звезды, такие как HL Тельца, родились в облаках газа и очень мелкой пыли, в областях, где произошел коллапс, то есть, вещество в них сконцентрировалось в малом объеме под действием сил гравитации. Так образовались плотные горячие ядра будущих звезд, в которых в конце концов начались ядерные реакции с выделением энергии – родились новые звезды. Вначале эти звезды погружены в коконы из остаточного газа и пыли, которые постепенно преобразуются в протопланетный диск.В процессе множественных столкновений происходит слипание мелких пылевых частиц, вследствие чего образуются более крупные, размером с песчинки или мелкие камешки. В конце концов в диске могут сформироваться астероиды, кометы, и даже планеты. Молодые планеты разрушают диск и образуют в нем кольца, промежутки и дыры, которые и наблюдаются теперь на ALMA [3].Исследование протопланетных дисков важно для понимания того, как в Солнечной системе образовалась наша Земля. Наблюдение первых стадий планетообразования вокруг HL Tauri может дать нам представление о том, как могла выглядеть наша собственная планетная система более четырех миллиардов лет назад, когда она только образовывалась.“Большая часть того, что мы сегодня знаем o формировании планет, основывается на теоретических выкладках. Изображения такого уровня подробности, как полученное на ALMA, до сегодняшнего дня могли появляться только в компьютерном моделировании или под рукой художника. Новый снимок HL Tau показывает, чего может достичь ALMA, когда действует в своей максимальной конфигурации. Он знаменует начало новой эры в изучении процессов образования звезд и планет”, — говорит Генеральный директор ESO Тим де Зеу (Tim de Zeeuw).Примечания[1] Начиная с сентября 2014 г. ALMA наблюдает Вселенную с использованием своих самых длинных баз, когда антенны разделены расстоянием до 15 километров. Программа этих наблюдений (Long Baseline Campaign) будет продолжаться до 1 декабря 2014 г. Базой называется расстояние между антеннами решетки. Для сравнения, другие инструменты, работающие на миллиметровых волнах, используют антенны, разнесенные не более, чем на два километра. Максимальная возможная длина базы на ALMA составляет 16 км. В будущих наблюдениях, которые будут выполняться на более коротких волнах, будет достигнута еще более высокая четкость изображения.[2] При таком угловом разрешении – примерно в 35 миллисекунд дуги – видны детали, всего в пять раз превышающие расстояние от Земли до Солнца. Это разрешение выше, чем стандартно реализуемое с Космическим телескопом Хаббла NASA/ESA.[3] В видимых лучах HL Тельца скрыта за массами пыли и газа. ALMA работает на гораздо более длинных волнах, что позволяет исследовать процессы, идущие в самом ядре этого облака.

Это снимок с самым большим угловым разрешением, когда-либо реализованным на ALMA — большим, чем достигается в видимом свете с Космическим телескопом Хаббла NASA/ESA. На нем изображен протопланетный диск вокруг молодой звезды HL Tauri. Новые наблюдения с ALMA обнаруживают структурные детали диска, которые никогда ранее не регистрировались и которые указывают на возможные положения планет, формирующихся в темных пятнах внутри него.

Композитный снимок молодой звезды HL Tauri и ее окрестности, полученный на ALMA (увеличенный в рамке в верхнем правом углу) и на Космическом телескопе Хаббла NASA/ESA (остальная часть снимка). Это первый полученный на ALMA снимок, разрешение которого превосходит обычно достигаемое на телескопе Хаббла.

На этом снимке детали, различимые в системе HL Тельца, подписаны.

Изображение, полученное с Космическим телескопом Хаббла NASA/ESA, показывает сложную структуру области вокруг HL Тельца, молодой звезды, окруженной протопланетным диском.

Это фото дает представление о размере Солнечной системы по сравнению с HL Тельца и окружающим эту звезду протопланетным диском. Несмотря на то, что HL Tauri гораздо меньше Солнца, диск вокруг нее простирается на расстояние, более чем втрое превышающее расстояние от Солнца до Нептуна.

Область неба, в которой расположена звезда HL Tauri. Эта звезда находится в одной из ближайших к Земле областей звездообразования и по соседству с ней расположено еще много молодых звезд и пылевых облаков. Изображение составлено из полей цифрового обзора неба Digitized Sky Survey 2.

HL Tau – молодая звезда, окруженная пылевым диском. Она расположена в созвездии Тельца (Taurus), которое и показано на снимке, неподалеку от видимых простым глазом скоплений Плеяды и Гиады. Сама звезда слишком слабая, чтобы ее можно было увидеть в маленький телескоп.