Изучение данных ALMA о дисках планетных систем молодых звезд позволяет находить экзопланеты.
Методы транзита и радиальной скорости наиболее эффективны при определении экзопланет. Благодаря им открыто более пяти тысяч миров за пределами Солнечной системы. Несмотря на это, количество открытых планет невелико по сравнению с ожидаемым числом объектов во Вселенной. Для расширения поиска и углубления понимания формирования этих тел необходимы новые технологии и методы.
Исследователи применили данные радиоинтерферометра ALMA о околозвездных дисках молодых звезд для обнаружения экзопланет.
Внутри околозвездных дисков
На начальных этапах жизни звезда венчается диском из пыли и газа. Благодаря силе притяжения звезды и неустойчивости диска, в такой конструкции начинаются процессы формирования планет.
Радиоинтерферометр ALMA в Чили обнаружил несколько околозвездных дисков вокруг очень молодых звезд. Полученные изображения демонстрируют наличие отверстий и полос внутри этих структур. Возникновение таких особенностей может быть вызвано образованием экзопланет, турбулентностью или гравитационными резонансами внутри диска.
Разрешение ALMA не позволяет прямо наблюдать планету, но другие признаки в структуре диска могут помочь обнаружить её. Гигантская планета на ранних стадиях аккреции может своим гравитационным влиянием воздействовать на пыль и газ вокруг своей орбиты.
Планета, увеличивая свою массу, притягивает пыль и газ из соседних областей под действием гравитации, опустошая диск.
Гравитационное влияние экзопланеты
В планетарной системе, образованной вокруг звезды, отличной от Солнца, возможно, происходят процессы, аналогичные тем, которые наблюдаются в нашей солнечной системе. Примером тому служит Юпитер, который оказывает гравитационное воздействие на малые тела двумя способами:
- Распределение астероидов в главном поясе показывает щели Кирквуда, которые представляют собой «провалы» в количестве астероидов на определённых орбитах. Эти орбиты находятся в резонансе с Юпитером.
- Троянские астероиды — скопления мелких тел, застрявших в точках Лагранжа орбиты Юпитера. Расположены они на 60 градусов до и после Юпитера и существование их обусловлено взаимодействием гравитационных сил Юпитера и Солнца.
Большая экзопланета может сильно воздействовать на окружающее пространство. Такие взаимодействия видны, например, в дисках вещества вокруг звезд.
Планета LkCA 15
Группа исследователей изучала звезду LkCA 15 и окружающий её газ с пылью, пытаясь обнаружить следы гравитационного взаимодействия между возможной планетой и звездой. Взаимодействие подобно присутствию троянских астероидов на орбите Юпитера.
Исследователи, присмотревшись к диску, обнаружили два очень тусклых скопления пыли, совершающих одну и ту же орбиту, разделенную углом 120 градусов. Характеристики этих скоплений предполагают размещение газа и пыли в двух точках Лагранжа молодой планеты. Последняя должна была сформироваться очень быстро, достигнув размеров Нептуна или Сатурна за два миллиона лет. Поэтому гравитационное взаимодействие массивной планеты, видимо, начинается с самых ранних стадий ее образования.
Полученные данные свидетельствуют о том, что эта техника может стать незаменимым инструментом в расследовании. Теперь астрономы будут искать другие планеты, вращающиеся вокруг молодых звезд, применяя аналогичный метод, чтобы помочь расширить Вселенную новыми мирами, ожидающими своего открытия.