Как сообщается на сайте Европейской южной обсерватории, ученые, используя телескоп ALMA, впервые провели наблюдения «линии водяного снега» внутри протопланетного диска. Эта линия отмечает область, в которой температура диска, окружающего молодую звезду, опускается настолько низко, что начинается образование снега. Резкий рост яркости юного светила V883 Ориона разогрел внутреннюю часть диска, в результате чего «линия снега» передвинулась значительно дальше своего нормального положения в окрестности протозвезды, и впервые появилась возможность ее наблюдать.
Юные звезды зачастую окружены плотными вращающимися газо-пылевыми дисками, которые называют протопланетными, так как именно в них в последствии рождаются планеты. Типичное молодое светило, подобное Солнцу, излучает достаточное количество тепла, чтобы вода внутри газо-пылевого диска находилась в газообразном состоянии вплоть до расстояния примерно трех астрономических единиц от звезды, что примерно равно 450 миллионам километров. На больших расстояниях от звезды, в следствии крайне низкого давления, молекулы воды переходят из газообразного состояния сразу в твердое, образуя ледяную пленку на пылинках и других твердых частицах. Область в протопланетном диске, где вода переходит из газообразной в твердую фазу, и называется «линией водяного снега».
Полученное на ALMA изображение протопланетного диска вокруг V883 Ориона. Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/L. Cieza
Однако, наблюдаемая V883 Ориона оказалась необычной. Стремительный скачок ее яркости заставил линию водяного снега отодвинуться на расстояния примерно в 6 миллиардов километров, что соответствует размеру орбиты Плутона в нашей Солнечной системе. Этот невероятный сдвиг в сочетании с рекордным разрешением телескопа ALMA позволил группе ученых во главе с Лукасом Кьеза из университета Диего Порталеса впервые провести наблюдения линии водяного снега в протопланетном диске.
Внезапное повышение яркости V883 Ориона – пример того, что происходит, когда большие массы вещества диска, окружающего молодую звезду, падают на ее поверхность. Масса V883 Ориона всего на 30% больше, чем у Солнца, но благодаря случившейся вспышке сейчас звезда стала в целых 400 раз ярче и гораздо горячее.
Смещение «линии водяного снега» в V883 Ориона. Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/L. Cieza
«Для нас наблюдения на ALMA стали полной неожиданностью. Мы предполагали исследовать фрагментацию диска, которая ведет к образованию планет. Ничего похожего мы не увидели, но зато нашли кольцеобразную структуру на расстоянии 40 астрономических единиц от звезды», – сказал Лукас Кьеза.
Идея «снеговой орбиты» оказалась фундаментальной для теории рождения планет. Наличие водяного льда регулирует эффективность слипания частиц пыли, а это первый этап процесса образования планет. Внутри «линии снега», где вода испаряется, должны формироваться небольшие каменистые планеты, подобные нашей Земле. Вне этой линии присутствие водяного льда способствует стремительному образованию космических «снежков», из которых в конечном итоге формируются газовые планеты типа Юпитера.
x
Открытие того, что звездные вспышки могут отодвигать «линию водяного снега» примерно в десять дальше ее типичного радиуса, имеет огромное значение в построении модели формирования 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.
