С телескопом ALMA в протопланетном диске найдена необычно холодная пыль.

Используя телескопы ALMA и IRAM и применив новый метод наблюдений, астрономы впервые выполнили прямые измерения температуры крупных пылевых зерен во внешних частях протопланетного диска вокруг молодой звезды – объекта, прозванного «Летающей Тарелкой». Пыль оказалась гораздо холоднее, чем ожидалось: –266 по Цельсию. Возможно, теперь придется переработать существующие модели дисков.

Международная группа ученых под руководством Стефана Гильото (Stephane Guilloteau) из Астрофизической лаборатории в Бордо (Франция), измерила температуру крупных пылевых зерен в окрестности молодой звезды 2MASS J16281370-2431391 в живописной области звездообразования Ро Змееносца, которая находится примерно в 400 световых лет от Земли.

Эта звезда окружена газо-пылевым диском — такие диски называют протопланетными, так как они представляют собой раннюю стадию формирования планетной системы. В данном случае диск виден нам практически с ребра, и на оптических снимках выглядит как НЛО, почему и получил у астрономов прозвище «Летающая Тарелка» (Flying Saucer).

На телескопе ALMA исследовательская группа провела наблюдения излучения диска 2MASS J16281370-2431391 в молекулярных линиях окиси углерода. Удалось получить изображения с очень высоким пространственным разрешением. И обнаружилось нечто очень странное — в некоторых случаях сигнал был отрицательным! В общем-то, это физически невозможно, но в данном случае нашлось неожиданное объяснение.

Вот что рассказывает руководитель работы Стефан Гильото: “Этот диск мы наблюдаем не на черном фоне пустого ночного неба, а на фоне яркой туманности Ро Змееносца. Ее рассеянное свечение «размазано» по слишком большой площади, чтобы быть зарегистрированным приемниками ALMA, но протопланетный диск это излучение поглощает. В результате и получается отрицательный сигнал – он означат, что какие-то части диска холоднее фона, на котором они наблюдаются. Получается, что Земля как бы попадает в тень, отбрасываемую Летающей Тарелкой!”

Астрономы объединили измерения диска, выполненные на ALMA, с наблюдениями фонового излучения, проведенными на 30-метровом телескопе IRAM в Испании [1]. В результате получилось, что температура зерен пыли в диске на расстоянии около 15 миллиардов километров от центральной звезды составляет всего –266 градусов Цельсия, то есть 7 Кельвинов, что лишь на 7 градусов выше абсолютного нуля) [2]. Это первые прямые измерения температуры крупных пылевых частиц (размером около миллиметра) у таких объектов.

Измеренная температура гораздо ниже той, которую предсказывает большинство современных моделей: от –258 до –253 градусов Цельсия (15 — 20 Кельвинов). Это расхождение показывает, что физические параметры крупных пылевых зерен должны быть совсем не такими, какие приняты в моделях.

“Чтобы oценить изменения, которые это открытие вызовет в наших представлениях о структуре протопланетного диска, мы должны понять, какие именно свойства должен иметь диск при столь низких температурах. Кое-какие идеи у нас уже есть — например, температура может зависеть от размера зерен, так что большие зерна окажутся холоднее меньших. Но сейчас еще рано делать окончательные выводы”, — добавляет соавтор работы Эммануэль ди Фолько (Emmanuel di Folco) из Астрофизической лаборатории в Бордо.

Если подтвердится, что низкая температура пыли является обычным свойством протопланетных дисков, это может во многом изменить наше понимание того, как диски формируются и эволюционируют.

Например, свойства пыли определяют результат столкновения ее частиц, а значит и их роль в образовании начальных пылевых уплотнений, из которых формируются протопланеты. Но пока еще непонятно, является ли предполагаемое изменение свойств пыли существенным в этом отношении.

Низкая температура пыли может также оказать значительное влияние на пылевые диски меньших размеров, которые, как известно, также существуют вокруг некоторых звезд. Если окажется, что эти диски состоят преимущественно из более крупных, но и более холодных зерен, чем считается сейчас, это может означать, что такие компактные диски могут быть весьма массивными и в них могут образовываться гигантские планеты, сравнительно близкие к центральной звезде.

Требуются дальнейшие наблюдения. Но уже сейчас ясно, что результаты, полученные с телескопом ALMA, могут значительно изменить наши представления о протопланетных дисках.

Примечания
[1] Наблюдения на телескопе IRAM были необходимы, так как телескоп ALMA сам по себе нечувствителен к протяженному фоновому сигналу.

[2] Это расстояние в сто раз больше расстояния от Земли до Солнца. В Солнечной системе аналогичная область соответствует астероидному поясу Койпера. www.eso.org/pub…



Оставить комментарий

Ваш email не будет опубликован. Обязательные поля отмечены *