На некоторых уровнях формирование звезд и планет простое: они образуются там, где больше материала. Таким образом, хотя исходным материалом для звезды может быть диффузное облако газа, распределение этого газа не совсем равномерно. Со временем гравитационное притяжение областей, в которых было несколько больше материала, будет притягивать все больше материала, что в конечном итоге приведет к образованию достаточного количества вещества для формирования звезды. Или два — во многих случаях образуется более одной концентрации материи; в других случаях одна концентрация разделится на две. Планеты также формируются там, где находится материя, генерируемые диском материала, который питает формирующуюся звезду.
Хотя в целом это может быть правдой, с этим есть пара проблем. Во-первых, нет четкой границы между маленькими звездами, такими как коричневые карлики, и огромными планетами, которые мы отнесли к категории суперюпитеров. И горстка планет, которые мы смогли запечатлеть напрямую, кажется, вращается далеко от своей звезды-хозяина, где вокруг не должно быть много материи, которая могла бы управлять их формированием.
На этой неделе астрономы объявили об изображении суперюпитера в процессе формирования вдали от звезды, вокруг которой он, кажется, вращается. Это говорит о том, что планета, скорее всего, формируется в результате процесса, который обычно приводит к образованию звезд, а не через процесс, в результате которого образуются газовые гиганты, такие как Юпитер.
мы наблюдали за тобой
Рассматриваемая звезда называется AB Aurigae, это очень молодая звезда, расположенная примерно в 500 световых годах от Солнца. Он заключен в облаке газа, часть которого, вероятно, все еще падает на звезду. Дальше — облако пыли. Это облако считается хорошим кандидатом на формирование планеты по нескольким причинам. Первое: Убрана пыль из области ближе к звезде. Во-вторых: газ во внутреннем диске был сформирован в виде спиральных рукавов под действием гравитации.
Группа исследователей использовала время телескопа для поиска планет в AB Aurigae. И исследователи, по-видимому, нашли один, который теперь называется AB Aurigae b, примерно в 100 астрономических единицах от AB Aurigae (каждая а.е. — это типичное расстояние между Землей и Солнцем). Это более чем в два раза превышает расстояние между Солнцем и Плутоном. Это место помещает AB Aurigae b внутри пылевого кольца и в положение, в котором он должен быть в состоянии создать что-то вроде спиральных рукавов, наблюдаемых в газе между пылью и звездой. Это также должно быть далеко за пределами области, где плотность материи достаточно высока для нормального формирования планет.
Просмотр архивов изображений показывает, что у нас были признаки того, что планета была там в течение достаточно долгого времени. Изображения ясно показывают, что AB Aurigae b находится на орбите.
Исследователи использовали моделирование, чтобы определить, планета какого размера может излучать свет, который, как мы видели, исходит от AB Aurigae b. Модели предполагают, что, хотя планета, вероятно, все еще растет, ее масса уже как минимум в четыре раза превышает массу Юпитера. Альтернативный подход к моделированию предполагает, что его масса, вероятно, будет в девять раз больше массы Юпитера. В любом случае планета определенно вписывается в категорию суперюпитеров.
Изображение также показывает несколько более тусклых объектов, похожих на AB Возничего b, но еще дальше (430 и 580 а.е.). Это могут быть дополнительные планеты, но нам нужны дополнительные наблюдения, чтобы подтвердить это.
Что тут происходит?
Так что же здесь происходит? Считается, что ближе к родительской звезде газовые гиганты образуются в результате аккреции большого каменистого ядра, которое затем начинает втягивать газ. Это увеличивает массу растущей планеты и еще больше ускоряет ее рост. Этот неудержимый рост прекращается, потому что газ, который его питает, в конечном итоге вытесняется излучением молодой звезды.
Однако на наблюдаемых здесь расстояниях этот процесс вряд ли сработает. В то время как большее количество газа должно оставаться дольше, плотность материала недостаточно высока для создания большого ядра. Безудержный рост никогда не начнется.
Альтернативой является процесс, аналогичный тому, который создает двойную звездную систему. Случайные колебания количества материала вызывают концентрацию вещества, выполняющего функцию, аналогичную каменному ядру. А поскольку место формирования находится далеко от звезды, есть шанс, что процесс роста продолжится дольше, что приведет к образованию суперюпитера.
Nature Astronomy, 2022. DOI: 10.1038/s41550-022-01634-x (О DOI).
