Коли ви чуєте фразу «спіральні рукави», ви, ймовірно, думаєте про галактики. Справді, безліч галактик мають яскраві зоряні дуги, які спірально розходяться від їхнього центру, зокрема, наш Чумацький Шлях. Проте не всі галактики мають спіральні рукави. А галактики — не єдині небесні об’єкти зі спіральними рукавами. Приблизно третина протопланетних дисків навколо молодих зір мають схожі спіральні рукави. Тепер ми можемо уявити причину цього явища.
У галактиках спіральні рукави виникають через хвилі густини всередині галактичного диска. Ці хвилі створюють своєрідну пробку, в результаті чого окремі зорі рухаються у спіральних рукавах і виходять з них, але загальна спіральна структура залишається. Спіральна структура також підтримується вищою густотою газу та пилу в рукавах, що сприяє утворенню зір всередині рукавів.
Схожість із галактиками
Протопланетні диски мають схожу структуру з молодими галактиками. Обоє являють собою плаский диск газу і пилу, що обертається навколо масивного центрального виступу. Однак різниця в масштабах і віці означає, що ми не можемо просто стверджувати, що спіральні рукави в галактиках і планетарних дисках мають однакове походження.
Одна з моделей спіралей планетарних дисків передбачає, що вони формуються подібно до спіральних галактик. По суті, гравітаційна нестабільність всередині диска викликає флуктуації густини, які швидко еволюціонують у спіральну структуру. Проблема цієї гіпотези полягає в тому, що, на відміну від галактик, де зорі взаємодіють лише гравітаційно, газ всередині диска створює тиск, який руйнує спіральну структуру.
Інша теорія полягає в тому, що спіральна структура виникає через наявність великої протопланети. Об’єкт розміром з Юпітер всередині планетарного диска може створювати турбулентність і гравітаційний тягар, що спричиняє формування спіральних рукавів, подібно до хвиль у ставку. Єдина проблема з теорією ідеєю полягає в тому, що великі протопланети ніколи не були помічені всередині спірального протопланетного диска. Принаймні досі.
Перша гігантська протопланета
Астрономи знайшли протопланету розміром з Юпітер, яка обертається навколо молодої зорі, відомої як MWC 758, розташованої на відстані близько 500 світлових років від Землі. Ця планета, яка отримала назву MWC 758c, має масу, більшу ніж у Юпітера, й обертається навколо молодої зорі на відстані близько 100 а. о., що втричі перевищує відстань від Сонця до Нептуна. Система зі спіральним диском відома вже давно, але попередні спостереження не виявили жодних ознак наявності планети. Це пояснюється тим, що MWC 758c має особливо червоний колір, що означає, що вона або дуже холодна, або покрита значною кількістю пилу. Низькі довжини хвиль у червоному спектрі важко спостерігати земними телескопами через тепловий шум атмосфери. Щоб нарешті побачити газового гіганта, був використаний Великий бінокулярний телескоп-інтерферометр (LBTI), спеціалізований на інфрачервоних спостереженнях.
Команда планує доповнити наземні огляди спостереженнями з космічного телескопа James Webb. Це дозволить отримати ще детальніші зображення, які допоможуть розібратися у процесі формування планети та взаємодії між планетою та спіральною структурою системи.
Система MWC 758 утворилася всього кілька мільйонів років тому, але в інших аспектах вона схожа на нашу Сонячну систему. Є можливість, що протопланетний диск Сонця також мав подібну спіральну структуру, яка відіграла важливу роль у формуванні Землі.
Раніше ми повідомляли про те, як ALMA зазнімкувала молодий протопланетний диск зі спіральними рукавами.
За матеріалами Universe Today.
Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі!
Приєднуйтесь: https://t.me/ustmagazine
