Nature Astronomy: Открытие помогает понять, как возникла Солнечная система

Астрономы обнаружили новые детали газовых потоков, которые формируют планетарные диски. Это позволяет нам увидеть, как, возможно, возникла наша Солнечная система.

Каждую секунду в видимой Вселенной рождается более 3 000 звёзд. Многие из них окружены протопланетным диском — «блином» из горячего газа и пыли, из которого формируются планеты. Но процессы, приводящие к появлению звёзд и планетарных систем, до сих пор плохо изучены.

Астрономы под руководством исследователей из Университета Аризоны использовали телескоп «Джеймс Уэбб», чтобы изучить протопланетные диски. Это позволило понять, какой была наша Солнечная система 4,6 миллиарда лет назад.

Учёные смогли подробно исследовать так называемые дисковые ветры — потоки газа, которые вырываются из планетообразующего диска в космос. Эти ветры движутся со скоростью десятков километров в секунду благодаря магнитным полям.

Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature Astronomy, помогают астрономам лучше понять формирование и развитие молодых планетных систем.

Илария Паскуччи, профессор Лунной и планетарной лаборатории Университета Южной Африки, говорит, что одним из важнейших процессов в протопланетном диске является аккреция — поглощение звездой вещества из окружающего диска.

То, как звезда накапливает массу, сильно влияет на эволюцию диска и формирование планет. Учёные считают, что важную роль в этом процессе играют ветры, которые движутся магнитными полями на поверхности диска.

Молодые звёзды растут, втягивая в себя газ из вращающегося диска. Чтобы это произошло, газу нужно сбросить часть своей инерции, иначе он будет вращаться вокруг звезды и не упадёт на неё. Этот процесс астрофизики называют «потерей углового момента», но как именно он происходит, пока непонятно.

Чтобы лучше понять, как работает угловой момент в протопланетном диске, можно представить фигуристку на льду: если она подтянет руки к телу, то будет вращаться быстрее, а если вытянет — замедлит вращение. Масса фигуристки при этом не меняется, поэтому угловой момент остаётся прежним.

Чтобы произошла аккреция, газ в диске должен потерять угловой момент. Астрофизики не могут прийти к единому мнению, как именно это происходит.

В последние годы появились дисковые ветры, которые отводят часть газа от поверхности диска и тем самым позволяют остаткам газа двигаться внутрь и в конечном итоге падать на звезду.

Трейси Бек из Научного института космического телескопа НАСА считает важным уметь различать разные явления, поскольку существуют и другие процессы, формирующие протопланетные диски.

Материал на внутреннем краю диска выталкивается магнитным полем звезды в так называемом X-ветре. Внешние части диска размываются интенсивным звёздным светом, что приводит к тепловым ветрам, дующим с гораздо меньшей скоростью.

С помощью JWST ученые смогли различить три типа ветра:

  • движимый магнитным полем,
  • тепловой,
  • X-ветер.

X-ветры направлены из конкретной точки, а исследуемые ветры дуют из широкой области между Землёй и Марсом. Они также простираются дальше тепловых ветров — на расстояния в сотни раз больше, чем расстояние от Земли до Солнца.

Возможно, мы получили первые изображения ветров, которые могут помочь решить проблему формирования звёзд и планетарных систем.

Для исследования учёные выбрали четыре системы протопланетных дисков, которые при наблюдении с Земли выглядят краевыми.

Ориентация дисков позволила пыли и газу в них действовать как маска, блокируя часть света яркой центральной звезды. Об этом рассказал Наман Баджадж, аспирант Лунной и планетарной лаборатории, который участвовал в исследовании.

Команда смогла проследить различные слои ветров, настроив детекторы JWST на отдельные молекулы в определённых переходных состояниях. Наблюдения показали сложную трёхмерную структуру центральной струи, которая вложена в конусообразную оболочку ветров. Оболочка возникает на всё большем расстоянии от диска, подобно слоистой структуре лука.

Исследователи отметили новое открытие: в каждом из четырёх дисков они обнаружили ярко выраженную центральную дыру внутри конусов, образованную молекулярными ветрами.

Команда Паскуччи хочет изучить другие протопланетные диски, чтобы понять, насколько часто встречаются структуры дискового ветра во Вселенной и как они меняются со временем.

Мы предполагаем, что они могут быть распространены, но с четырьмя объектами трудно сделать однозначный вывод, — говорит Паскуччи.

С помощью телескопа «Джеймс Уэбб» учёные планируют получить больше данных и выяснить, меняются ли эти ветры в процессе формирования звёзд и планет.

Иллюстрация: нейросеть

04.10.2024


Подписаться в Telegram



Космос

Nature Astronomy: Красные карлики тоже обогащают Вселенную
Nature Astronomy: Красные карлики тоже обогащают Вселенную

Астрономы могут заглянуть в прошлое, набл...

В ЮФУ предложили новую модель компактных звезд
В ЮФУ предложили новую модель компактных звезд

Новую модель компактных звезд предложили учены...

Astronomy & Astrophysics: Астрофизики измерили поведение частиц в килоновой
Astronomy & Astrophysics: Астрофизики измерили поведение частиц в килоновой

После столкновения двух нейтронных звезд и&nbs...

Наноспутник будет искать нефтяные пятна и предсказывать лесные пожары
Наноспутник будет искать нефтяные пятна и предсказывать лесные пожары

Два космических аппарата Самарского университе...

В АмГУ разработали модуль для российско-белорусского спутника
В АмГУ разработали модуль для российско-белорусского спутника

Проект инженеров Амурского госуниверситета поб...

Planetary Science Journal: Большое красное пятно Юпитера меняется в размерах
Planetary Science Journal: Большое красное пятно Юпитера меняется в размерах

С помощью телескопа Хаббл астрономы наблюдали ...

DPS56: На экзопланеты полезно взглянуть под другим углом
DPS56: На экзопланеты полезно взглянуть под другим углом

Астрономы сравнили чёткие снимки Урана от ...

MNRAS: Открыта самая удаленная вращающаяся дисковая галактика
MNRAS: Открыта самая удаленная вращающаяся дисковая галактика

С помощью телескопа ALMA ученые обнаружили отд...

Nature Astronomy: Открытие помогает понять, как возникла Солнечная система
Nature Astronomy: Открытие помогает понять, как возникла Солнечная система

Астрономы обнаружили новые детали газовых пото...

Science: Ученые создают глобальные карты коронального магнитного поля
Science: Ученые создают глобальные карты коронального магнитного поля

Учёные впервые проводили практически ежедневны...

A&A: Ученые обнаружили планету на орбите ближайшей к нашему Солнцу звезды
A&A: Ученые обнаружили планету на орбите ближайшей к нашему Солнцу звезды

С помощью Очень большого телескопа Европейской...

Nature Astronomy: Поверхность Цереры состоит изо льда более чем на 90%
Nature Astronomy: Поверхность Цереры состоит изо льда более чем на 90%

С 1801 года, когда Джузеппе Пиацци открыл перв...

Science Advances: Возможно, в глине Марса хранится часть атмосферы
Science Advances: Возможно, в глине Марса хранится часть атмосферы

Марс не всегда был холодной пустыней...

Journal of Neurochemistry: Космические лучи нарушают когнитивную активность
Journal of Neurochemistry: Космические лучи нарушают когнитивную активность

Радиация из космоса может быть опасна для...

Nature Astronomy: Астрономы разглядели уникальную асимметричную экзопланету
Nature Astronomy: Астрономы разглядели уникальную асимметричную экзопланету

С помощью космического телескопа Джеймс Уэбб а...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Nature: Ученые исследуют строение ядер химических элементов с помощью лазеров
Nature: Ученые исследуют строение ядер химических элементов с помощью лазеров
New Atlas: Башня RainStream сможет спасти город от пожара
New Atlas: Башня RainStream сможет спасти город от пожара
Nature Nanotechnology: Новый материал охлаждает на 72% лучше любых термопаст
Nature Nanotechnology: Новый материал охлаждает на 72% лучше любых термопаст
Health Communication: Как правильно общаться с людьми с диагнозом Альцгеймера
Health Communication: Как правильно общаться с людьми с диагнозом Альцгеймера
Zoolinnean: Ученые открыли новый вид геккона со сросшимися костями
Zoolinnean: Ученые открыли новый вид геккона со сросшимися костями
Phys.org: Космический мусор защитит будущие миссии на Луну и Марс от радиации
Phys.org: Космический мусор защитит будущие миссии на Луну и Марс от радиации
Школьники создали для музея бота-проводника по коммуналкам и книгам Булгакова
Школьники создали для музея бота-проводника по коммуналкам и книгам Булгакова
Current Biology: Ученые придумали, как отпугивать акул от серфингистов
Current Biology: Ученые придумали, как отпугивать акул от серфингистов
Plant Phenomics: Как технологии помогают фермерам сохранить урожай риса
Plant Phenomics: Как технологии помогают фермерам сохранить урожай риса
PeerJ: Выяснилось, как хищники справляются, когда остаются без зубов
PeerJ: Выяснилось, как хищники справляются, когда остаются без зубов
Челябинские ученые сделают коммунальные машины автономными
Челябинские ученые сделают коммунальные машины автономными
Мордовские ученые создали бетон нового поколения
Мордовские ученые создали бетон нового поколения
Исследование Т-клеток в лечении опухолей открывает новую силу иммунотерапии
Исследование Т-клеток в лечении опухолей открывает новую силу иммунотерапии
Current Biology: Анализ ДНК опроверг прежние данные о погибших в Помпеях
Current Biology: Анализ ДНК опроверг прежние данные о погибших в Помпеях
В МГУ увеличили эффективность противогрибковых препаратов в 5000 раз
В МГУ увеличили эффективность противогрибковых препаратов в 5000 раз

Новости компаний, релизы

На старт! Внимание! MITEX!
Международные эксперты оценили разработанную для нижегородского завода технологию
Фестиваль научных театров «Наука всем!» прошёл в Санкт-Петербурге
«Неделя без турникетов» проходит на предприятиях «Вертолетов России»
Как человек проживает смерть родных