Астрономи зафіксували зникнення протопланетної хмари у сузір'ї Центавра

Протопланетна хмара біля однієї з молодих зірок у сузір'ї Центавра зникла за два роки між двома циклами спостережень - буквально за мить за астрономічними мірками, що вказує на можливість надшвидкого формування нових планет, заявляють американські та австралійські астрономи у статті, опублікованій у журналі Nature.

"Вважалося, що протопланетна хмара з пилу та газу зникає декілька сотень тисяч років, якщо не мільйонів. Те, що ми побачили, було у рази швидше і ніколи не фіксувалося і навіть не передбачалося. Це показує, що нам потрібно ще багато чого вивчити про формування планет", - пояснив один з учасників групи астрофізиків Інсок Сон (Inseok Song) з університету штату Джорджия у місті Атланта (США).

Науковий колектив під керівництвом Карла Меліса (Carl Melis) з університету штату Каліфорнія у Сан-Дієго (США) спостерігав за інфрачервоним світлом зоряної системи TYC 8241 2652 1, розташованої у сузір'ї Центавра та віддаленої від нас на 450 світлових років.

Як зазначають учені, ця зірка є молодим помаранчевим карликом спектрального класу К2, який виник приблизно десять мільйонів років тому. Ця зоряна система була виявлена ​​в інфрачервоному діапазоні на початку 2000 років, оскільки її товстий протопланетний диск із газу та пилу блокував випромінювання у видимому діапазоні.

Меліс та його колеги провели серію спостережень за цим світилом від 2008 року до 2010 року за допомогою інфрачервоного спектрографа, підключеного до південного телескопу обсерваторії Gemini у Чилі, та інструментів орбітального телескопа WISE.

Початкові спостереження показали очікувану картину - досить сильне теплове випромінювання, що виходить від розігрітої матерії із температурою 450 градусів Кельвіна (176 градусів Цельсія). Однак через вісім місяців астрофізики з подивом зафіксували різке зниження інтенсивності ІЧ-випромінювання - спочатку його інтенсивність знизилася на третину, а за два неповних роки спостережень вона знизилася більше, ніж у 30 разів.

За словами авторів статті, це означає, що щільність частинок пилу у хмарі різко скоротилася і стала близькою до нульової на даний час. Таке різке зникнення протопланетного диска неможливо повністю пояснити за допомогою всіх існуючих на сьогодні моделей формування планет.

"Уявіть собі - ви фотографуєте Сатурн у нашій Сонячній системі і через два роки заново наводите об'єктив камери на планету, і бачите, що у планети зникли кільця", - пояснив інший учасник групи Бен Цукерман (Ben Zuckerman) з університету штату Каліфорнія у Лос- Анджелесі (США).

Виявивши настільки незвичайну поведінка протопланетного диска, дослідники спробували пояснити його "зникнення", аналізуючи можливі шляхи еволюції системи за допомогою комп'ютерних моделей. За словами астрофізиків, найбільш вірогідними виявилися два варіанти - "каскад колізій" або акреція, що "розганяється".

У першому випадку швидкість руху частинок у хмарі пилу перевищуватиме деяку критичну межу, після перетину якої частинки будуть дробитися, а не з'єднуватися під час зіткнень. Внаслідок цього середній розмір зерен пилу у хмарі буде поступово зменшуватися і через деякий час вони стануть настільки малими, що їх буде "здувати" сонячний вітер світила. Внаслідок цього зоряна система швидко очиститься, і на місці газопилової хмари можуть залишитися кілька планетарних "зародків" або повноцінних планет.

Акреція, що "розганяється" є менш вірогідним, але цікавішим сценарієм. У випадку, якщо диск містить у собі достатньо багато газу та частинок пилу, швидкість утворення невеликих протопланетних тіл розмірами порівнюваних із Марсом або Місяцем може багаторазово прискоритися і займе "секунди" за астрономічними мірками. Тим не менше, на формування таких тіл необхідні сотні тисяч років, а не два роки.

"Якщо те, що ми спостерігали, дійсно є прикладом зростання, що "розганяється", то тоді наше відкриття дозволяє стверджувати, що планети можуть формуватися дуже швидко та ефективно. Це означає, що планети можуть виникати практично миттєво з астрономічної точки зору за "правильних" умов навколишнього середовища в околицях зірки", - пояснив Сон.