Учёные впервые получили возможность наблюдать в высоком разрешении "водяную снеговую линию" внутри протопланетного диска (то есть материала, окружающего звезду, из которого только формируются первые планеты этой системы).
Такая линия отмечает границу, где температура диска, окружающего молодую звезду, опускается до столь низких значений, что начинается образование снега.
Открытие было сделано благодаря беспокойному нраву молодой звезды V883 Ориона светила и телескопу ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array).
Резкий рост яркости светила разогрел внутреннюю часть диска. Как результат снеговая линия продвинулась существенно дальше своего нормального положения в окрестностях звезды. По этой причине впервые появилась возможность её непосредственного наблюдения.
Отмечается, что молодые звёзды часто бывают окружены плотными вращающимися газопылевыми дисками. Такие диски называются протопланетными, поскольку именно в них постепенно зарождаются планеты.
Обычно молодая звезда солнечного типа излучает достаточное количество тепла, чтобы вода внутри протопланетного диска находилась в газообразном состоянии вплоть до расстояния около трёх астрономических единиц от звезды. Это примерно 450 миллионов километров.
Молекулы воды на больших расстояниях от звезды, благодаря крайне низкому давлению, из газообразного состояния переходят сразу в твёрдое, минуя жидкую фазу. В итоге на зёрнах пыли и других твёрдых частицах образуется ледяная плёнка. Область в протопланетном диске, где вода переходит из газообразной в твёрдую фазу, и называется "водяной снеговой линией".
Но звезда V883 Orionis оказалась довольно необычной: резкий рост её яркости заставил границу "снега" сдвинуться до расстояния примерно в 40 астрономических единиц — около шести миллиардов километров. Для сравнения отметим, что это соответствует размеру орбиты карликовой планеты Плутон.
Этот существенный сдвиг в сочетании с рекордным разрешением телескопа ALMA при наблюдениях с длинной базой и позволил астрономам впервые наблюдать водяную снеговую линию в протопланетном диске.
Внезапное повышение яркости V883 Ориона является примером того, что происходит, когда большие массы вещества диска, окружающего молодую звезду, падают на её поверхность. Масса V883 Orionis всего на 30 процентов больше, чем у Солнца, но, благодаря случившейся вспышке, сейчас эта звезда стала светить в 400 раз ярче и стала гораздо горячее.
Добавим, что идея снеговой линии оказалась фундаментальной для теории формирования планет. Присутствие водяного льда регулирует эффективность слипания пылевых частиц — а это первый этап процесса образования планет.
Внутри площади, очерчиваемой снеговой линией, где вода испаряется, должны образовываться небольшие скалистые планеты, такие как Земля. Вне этой линии присутствие водяного льда ведёт к быстрому формированию космических "снежков", из которых в конце концов образуются массивные газовые планеты типа Юпитера.
Соответственно, открытие того, что звёздные вспышки могут отбрасывать снеговую линию примерно вдесятеро дальше её типичного радиуса, имеет очень большое значение для построения моделей образования планет.
Считается, что такие вспышки являются обычной стадией развития большинства планетных систем, и поэтому вслед за первым последуют другие наблюдения аналогичных явлений.
Так или иначе, выполненные на телескопе ALMA наблюдения вносят значительный вклад в понимание процессов образования и эволюции планет во Вселенной.
Исследование было опубликовано в научном издании Nature.
