Исторический кадр: астрономы стали свидетелями рождения планеты из газа и пыли

Изображение, полученное с приёмником SPHERE на Очень Большом Телескопе ESO, - первое ясное изображение планеты, находящейся в процессе формирования вблизи карликовой звезды PDS 70.
Иллюстрация ESO/A. Muller et al.

Международная группа исследователей получила эффектное, первое в своём роде изображение планеты, формирующейся в газопылевом диске вокруг молодой карликовой звезды PDS 70, сообщается на сайте Европейской южной обсерватории (ESO). Особенно отмечается тот факт, что астрономы впервые получили подтверждённое изображение подобного формирующегося мира.

Используя инструмент SPHERE, установленный на "Очень Большом Телескопе" (VLT), учёные впервые уверенно зарегистрировали молодую планету PDS 70b, прокладывающую себе путь в массе протопланетного материала вокруг молодой звезды. Напомним, что SPHERE является один из самых мощных в мире специализированных приёмников для поиска планет, хотя недавно в строй вступил и более совершенный охотник за планетами.

Кроме того, приёмник позволил исследователям измерить яркость планеты на различных длинах волн. Благодаря этому астрономам удалось определить некоторые характеристики атмосферы планеты.

Наблюдения помогли получить отчётливо выделяющееся изображение планеты в виде яркой точки на фоне затемнённого центра поля, где "спрятано" изображение родительской звезды.

Планета отстоит от центральной звезды примерно на три миллиарда километров, что приблизительно равно расстоянию от Урана до Солнца.

Анализ наблюдений показывает, что PDS 70b является гигантской газовой планетой с массой в несколько раз больше, чем у Юпитера. Её поверхность имеет температуру около 1000°C, что гораздо выше, чем у любой планеты Солнечной системы.

Отмечается, что тёмная область в центре снимка получается в результате применения коронографа – маски, блокирующей ослепительный свет центральной звезды и позволяющей астрономам зарегистрировать гораздо более слабые изображения диска и молодых планет. Без этой маски слабое свечение планеты было бы полностью неразличимо на фоне яркого сияния звезды PDS 70.

"Известно, что в дисках вокруг молодых звёзд рождаются планеты, но до сих пор было всего несколько случаев наблюдений, в которых там были зарегистрированы признаки существования новорожденных планет", — говорит Мириам Кепплер (Miriam Keppler), руководитель группы, открывшей формирующуюся планету PDS 70.

По её словам, большинство этих кандидатов в планеты могут в конечном счёте оказаться просто неоднородностями яркости дисков.

Значение открытия молодого планетного компонента системы PDS 70 ещё и в том, что этот научный результат уже инициировал дальнейшие исследования. Другая команда учёных (в неё вошли многие астрономы из группы, зарегистрировавшей новую планету, в том числе и сама Кепплер) в течение последних нескольких месяцев продолжала первоначальные наблюдения планеты в окрестности PDS 70.

На этот раз астрономы не только получили ясное изображение новой планеты, но и смогли записать её спектр, анализ которого показал, что атмосфера планеты облачная.

Как сказано в пресс-релизе, планетный компонент системы PDS 70 сформировал вокруг звезды так называемый "переходный диск" — протопланетный диск с гигантской "дырой" в центре. Такие внутренние промежутки в протопланетных дисках наблюдаются уже несколько десятилетий, и уже давно предполагалось, что они образуются в результате взаимодействия дисков с протопланетами. Теперь специалисты впервые увидели такую планету.

"Результаты группы Кепплер открывают новое окно в сложный и ещё мало понятный нам мир ранних стадий эволюции планет", — говорит Андре Мюллер (André Müller), руководитель второй исследовательской группы, изучавшей молодую планету.

Он отмечает, что специалистам необходимо наблюдать планеты в дисках вокруг молодых звёзд, чтобы лучше понять процессы образования планет. Определяя физические характеристики миров и параметры их атмосфер, астрономы тестируют теоретические модели формирования объектов.

К слову, заглянуть внутрь наполненной пылью колыбели планеты стало возможным только благодаря техническим возможностям SPHERE, который специально предназначен для исследования экзопланет и дисков вокруг близлежащих звёзд методом высококонтрастных изображений. К слову, этот инструмент не впервые радует учёных своими возможностями. Так, SPHERE запечатлел "Око Саурона".

Подводя итоги научного достижения, Томас Хеннинг (Thomas Henning), директор Института астрономии Макса Планка и руководитель обеих групп, говорит: "После более чем десяти лет титанических усилий по построению этого супервысокотехнологичного устройства, SPHERE позволяет нам собирать богатый урожай на поле исследования новорождённых планет".

Добавим, что в 2012 году учёные впервые получили изображение далёкой молодой звезды с гигантским разрывом в окружающем её облаке. Два года спустя снимки телескопов из обсерватории ALMA позволили рассмотреть зарождение целой системы – в диске звезды HL Tau были отчётливо различимы несколько концентрических колец.

Сегодня