Ученым из Института Нильса Бора (Дания) в ходе наблюдений за ранней стадией формирования новой «солнечной системы» впервые удалось увидеть, как из вращающегося вокруг молодой звезды газопылевого диска вырывается мощный вихрь. Для своего исследования команда использовала комплекс телескопов ALMA в чилийской пустыне Атакама. Результаты работы опубликованы в научном журнале Nature.
Новая планетная система формируется в большом облаке газа и пыли, которое сжимается и уплотняется под действием силы тяжести и в конце концов становится настолько компактным, что его центр превращается в газовый шар, где давление нагревает материал, в результате чего из этого светящегося шара получается звезда. Остатки газопылевого облака вращаются вокруг образовавшейся звезды в виде диска, где материал начинает уплотняться, образуя все более крупные сгустки, которые становятся в итоге планетами.
Наряду с новорожденными звездами (протозвездами) ученые не раз наблюдали мощные струи, исходящие от их дисков в виде вихря. Но до сих пор никто не видел, как эти вихри формируются.
«С помощью телескопов ALMA мы смогли наблюдать протозвезды на очень ранней стадии развития. Мы увидели, как струи, напоминающие торнадо, поднимают материал от вращающегося диска в процессе формирования новой планетной системы», — рассказал специалист по астрофизике и планетологии Пер Беркели.
Обсерватория ALMA состоит из 66 телескопов, обладающих разрешением, эквивалентным зеркалу с диаметром до 16 км. Наблюдаемая протозвезда находилась в 450 световых годах от Земли, что составляет 30 миллионов расстояний между нашей планетой и Солнцем. Никогда прежде ученые не видели в деталях такие далекие протозвезды.
«В процессе сжатия газового облака материал начинает вращаться все быстрее и быстрее, так же, как фигурист, который делает пируэт и ускоряет вращение, прижимая руки к телу. Чтобы замедлить вращение, энергия должна быть уменьшена. В данном случае это происходит за счет выбрасывания вихря, который образуется в диске, окружающем протозвезду, и вращается вместе с ней, забирая часть энергии вместе с пылью и газом», — объясняет Беркели.
Ранее мы считали, что этот вихрь возникает во внутренней части центра вращающегося газопылевого диска, однако новые наблюдения показывают иное.
«Мы можем видеть, что вихрь формируется по всему диску. Подобно смерчу он поднимает материал вверх из газопылевого облака, от которого в какой-то момент отрывается, продолжая свободное движение. Так как он уносит с собой часть энергии, скорость вращения облака замедляется, благодаря чему оно удерживается вместе с молодой звездой. В процессе вращения газопылевой диск уплотняется и образует планеты», — объясняет соавтор работы Джес Йоргенсен.
Следующее, что исследователи хотят выяснить, может ли выпущенный материал возвращаться обратно в диск и становиться частью планетоформирующей системы.
