Изучая зарождение планет, подобных Земле, ученые-астрономы сделали важный шаг в решении вопроса о росте пылевых частиц до размеров, которые критически важны для формирования планет.
Международная группа исследователей во главе с астрономом Джованни Сабатини (Giovanni Sabatini) из Национального института астрофизики (Италия) представила новые данные о процессе формирования планет. Используя комплекс радиотелескопов ALMA, ученые впервые зафиксировали миллиметровые пылевые зерна – частицы, в 10 000 раз больше, чем обычные компоненты межзвездной среды – не в протопланетном диске, а в выбросной полости, образованной звездными потоками вокруг молодой звезды L1551 IRS5, находящейся на расстоянии приблизительно 147 световых лет от нашей планеты.
Звезда, находящаяся в области звездообразования в созвездии Тельца, является молодой двойной протозвездой, окружённой газопылевым диском и внешней плотной оболочкой. Мощные потоки и ветры, исходящие из близлежащих регионов, формируют проломы в оболочке, выбрасывая газ и пыль и, таким образом, создавая полости, ориентированные в противоположные стороны от центра системы. В этих стенках впоследствии накапливается пыль, которая излучает свет, зафиксированный при помощи ALMA.
Ученые уже много лет пытаются выяснить, как пыль в протопланетных дисках, состоящая вначале из частиц размером менее микрона, может увеличиваться до размеров камней, не разрушаясь. Понимание этого процесса необходимо для создания более точных моделей формирования планет, подобных Земле.
Изучив процессы, которые ранее существовали лишь в теоретических моделях, астрономы провели наблюдение за химическим составом и движением пыли в окрестностях L1551 IRS5. Выявив пылевые зерна, приблизительно миллиметрового размера, ученые пришли к выводу, что эти частицы, скорее всего, образовались в более плотных внутренних слоях диска и были выброшены наружу благодаря звездным ветрам – магнито-гидродинамическим потокам, характерным для начального этапа развития звезды.
Наиболее удивительным аспектом «метрового барьера» стало то, что зерна могут возвращаться обратно в диск. Ученые полагают, что крупные частицы могли осесть под воздействием гравитации или быть доставлены в диск посредством аккреционных потоков. Результаты новой научной работы опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics.
«Это открытие не только раскрывает ранее неизвестный способ образования пыли и зарождения планет, но и дает возможность переосмыслить процесс формирования Солнечной системы», — заключил Джованни Сабатини.