Чтобы найти планету, ищите следы формирования планет – ScienceDaily

Поиск формирующихся планет — сложная, но важная задача для астрономов: было обнаружено всего три планеты, которые были обнаружены в процессе формирования, а самые последние были обнаружены всего несколько недель назад.

Эван Рич, исследователь из Мичиганского университета, предполагает, что вместо того, чтобы искать формирование отдельных планет, астрономы могли бы лучше искать потенциальные среды, в которых они формируются.

Делая именно это, Рич и группа астрономов обнаружили, что системы со звездами менее трех масс Солнца с большей вероятностью будут иметь большие кольца, состоящие из крошечных пылинок размером около микрона — потенциальных индикаторов формирования планет, — чем самые большие и возможно самые большие звезды.Я открыл новую планету вокруг очень молодой звезды.

Рич представит свои выводы, которые были собраны в первой краткой статье, подготовленной в ходе исследования под названием Gemini-Large Imaging with GPI Herbig/T-tauri Survey, или Gemini-LIGHTS, на ежегодном собрании Американского астрономического общества в этом месяце. Его исследование также было принято к публикации в Астрономический журнал.

«Оказывается, найти именно эти планеты очень сложно», — сказал Рич. «Поэтому мы следуем стратегии рассмотрения самого материала, а не планеты.

“Какова среда формирования планет? Какова динамика? Как отличить звезду с очень малой массой от звезды с очень большой массой? Влияет ли температура звезды на диск? цель состоит в том, чтобы выяснить, как все эти параметры влияют на формирование планет».

Рич и его исследовательская группа использовали Южный телескоп Близнецов в Чили, чтобы посмотреть на звезды более массивные, чем Солнце, чтобы изучить, как состав планет здесь может отличаться. В частности, команда использовала тепловизор Gemini для наблюдения за объектами в инфракрасном свете, то есть в свете немного красном, чем могут видеть наши глаза. Астрономы также смотрели на эти звезды в поляризованном свете, чтобы найти слабый материал, такой как пыль, рядом с самими звездами.

«Материал, на который мы смотрим, иногда в миллион раз темнее самой звезды, и использование этих процессов позволяет нам видеть более слабую материю вокруг очень ярких звезд», — сказал Рич. «Происходит то, что свет звезды рассеивается пылью, как солнечный свет отражается от поверхности пруда».

То, что вы видите отраженным от поверхности пруда, представляет собой неполяризованный свет, а это означает, что его световые волны вибрируют во всех направлениях. Поляризация света выравнивает его колебания в одной плоскости. Точно так же, когда свет от звезд рассеивается пылинками, вращающимися вокруг звезд, астрономы могут различать неполяризованный свет звезды и неполяризованный свет пыли, и они могут позволить им наблюдать за пылинками в этом протопланетном диске.

«В некотором роде это похоже на использование поляризованных солнцезащитных очков, но вместо того, чтобы использовать очки для подавления рассеянного света, мы используем их для его усиления», — сказал соавтор Джон Моннье, профессор астрономии UM.

Астрономы сфотографировали 44 цели и обнаружили около 80% из них пыль. Команда выпустила галерею, показывающую ряд различных форм, которые рассказывают исследователям о динамике, происходящей внутри самого диска.

«Это действительно невероятно, что мы сейчас находимся в такой точке астрономии, когда мы можем не только получать изображения дисков, формирующих планеты вокруг молодых звезд, но мы также можем публиковать целые галереи для сортировки, изучения и реконструкции историй о происхождении планет», — сказал он. Алисия Арно, адъюнкт-профессор физики и астрономии Университета Северной Каролины в Гринсборо, руководившая процессом выбора цели.

«Теория состоит в том, что когда формируются планеты, они образуют почти целые кольца деревьев, торчащие из солнца», — сказал Рич. «Мы думаем, что если вы видите кольца и промежутки в пылевом диске, там могут быть планеты».

На данный момент команда обнаружила, что эти кольца — единственные системы со звездами менее трех масс Солнца. Звезды выше солнечной массы, похоже, не имеют одинаковых колец, и, поскольку эти кольца являются потенциальным признаком формирования планет, это может быть хорошим индикатором того, где и как образуются планеты.

Исследователи также увидели закономерность в звездах без пыли.

«Было удивительно видеть, что присутствие даже небольшого компаньона родительской звезды, такого как коричневый карлик, значительно уменьшало признаки продолжающегося формирования планет», — сказал Моннье.

Это открытие подтверждает идею о том, что близлежащие двойные звезды, кажется, делают планеты менее частыми, чем одиночные звезды, результат, впервые предложенный для объяснения данных космического телескопа Кеплер.

Команда обнаружила группу объектов, вращающихся вокруг звезд, в том числе трех коричневых карликов и одного компаньона планетарной массы за пределами формирующей планету дисковой системы, называемой V1295 Aql. Масса этого объекта примерно в 13 раз больше массы Юпитера, что ставит его на грань между тем, что считается планетой, и тем, что считается коричневой карликовой звездой. Если будущие наблюдения подтвердят его орбиту, это будет одна из немногих известных экзопланет вокруг массивных звезд.

“Пылевые кольца, промежутки и спиральные рукава, наблюдаемые Близнецами, рассказывают нам, как и когда формируются планеты в режиме реального времени. Благодаря более точному моделированию и новым телескопам, таким как космический телескоп Джеймса Уэбба и Очень большой телескоп, мы сосредоточимся на формировании планет и бывший коллега Джехан Бей», — сказал Джехан Бей, исследователь в области формирования планет и бывший коллега по докторантуре и аспиранту UM, а сейчас он доцент кафедры астрономии в Университете Флориды.

Наблюдения исследовательской группы были сделаны в Международной обсерватории Близнецов, программе Национального научного фонда NOIRLab.

Рич и Моннье выражают признательность за поддержку Отделу астрономии Национального научного фонда (NSF AST) 1830728. Соавтор Арно выражает признательность за поддержку NSF AST-1311698. Соавтор Стефан Краузе, профессор астрофизики Эксетерского университета и бывший научный сотрудник UM, выражает признательность за поддержку гранта Консорциума Европейского исследовательского совета, номер соглашения 101003096.

Leave a Comment