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

Марсианские дюны под микроскопом: что скрывает Красная планета
Марсианские дюны под микроскопом: что скрывает Красная планета

Песчаные дюны на Марсе могут раскрыть тай...

Ученые открыли важный компонент звездообразования
Ученые открыли важный компонент звездообразования

Астрономы давно ищут ключевой фактор, который ...

Пять крупных инноваторов присоединяются к US Quantum in Space Collaboration
Пять крупных инноваторов присоединяются к US Quantum in Space Collaboration

Управление по технологическим переходам М...

Руководитель Biomass Майкл Ферингер, ESA: Мы передадим спутник людям
Руководитель Biomass Майкл Ферингер, ESA: Мы передадим спутник людям

Европейское космическое агентство, ESA, планир...

Астрономы в реальном времени увидели формирование джетов черных дыр
Астрономы в реальном времени увидели формирование джетов черных дыр

Впервые международная группа ученых наблюдала ...

Открытие аксиона поможет понять загадочные свойства темной материи
Открытие аксиона поможет понять загадочные свойства темной материи

Темная материя, которую часто называют невидим...

Борьба со складками: инновационный метод для космических мембран
Борьба со складками: инновационный метод для космических мембран

Выход за пределы земной гравитации требуе...

Новая миссия NASA Artemis LEXI покажет, как работает магнитный щит Земли
Новая миссия NASA Artemis LEXI покажет, как работает магнитный щит Земли

Новая революционная миссия в рамках прогр...

Найдены древние водоносные горизонты под поверхностью Марса
Найдены древние водоносные горизонты под поверхностью Марса

Марс, загадочная Красная планета, давно поража...

Как физика нейтрино раскрывает секреты Вселенной
Как физика нейтрино раскрывает секреты Вселенной

Нейтринная физика стала одной из самых пе...

A&A: Event Horizon Telescope продолжает раскрывать тайны черных дыр
A&A: Event Horizon Telescope продолжает раскрывать тайны черных дыр

Получив первые изображения черных дыр, новатор...

PNAS: Ученый посоветовал забыть о жидкой воде на Марсе
PNAS: Ученый посоветовал забыть о жидкой воде на Марсе

Более ста лет назад ученый Персиваль...

Nature Geoscience: Не все жидкости на Марсе были водой
Nature Geoscience: Не все жидкости на Марсе были водой

Раньше ученые думали, что поверхность Мар...

Nature: Астрономы MIT нашли самые маленькие астероиды
Nature: Астрономы MIT нашли самые маленькие астероиды

Астероид, уничтоживший динозавров, был, по&nbs...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Ученые выяснили, что больше влияет на цену на жилье — вид из окна или площадь
Ученые выяснили, что больше влияет на цену на жилье — вид из окна или площадь
Воздух, который делает нас глупее: что наука знает о влиянии загрязнения на мозг
Воздух, который делает нас глупее: что наука знает о влиянии загрязнения на мозг
Нейросети будущего: поляритоны в СПбГУ бьют рекорды точности
Нейросети будущего: поляритоны в СПбГУ бьют рекорды точности
Океан Энцелада: жизнь может быть ближе, чем мы думаем, но скрыта от нас
Океан Энцелада: жизнь может быть ближе, чем мы думаем, но скрыта от нас
Жизнь в капле: ученые раскрыли секрет древних протоклеток
Жизнь в капле: ученые раскрыли секрет древних протоклеток
Эволюция в действии: почему одни мушки побеждают вирусы, а другие нет
Эволюция в действии: почему одни мушки побеждают вирусы, а другие нет
Гены в режиме ожидания: как клетки решают, кем стать
Гены в режиме ожидания: как клетки решают, кем стать
Микробы в космосе: как L-серин поможет найти жизнь на Марсе
Микробы в космосе: как L-серин поможет найти жизнь на Марсе
Новый ключ к лечению аритмии: сделано открытие, которое изменит кардиологию
Новый ключ к лечению аритмии: сделано открытие, которое изменит кардиологию
ИИ, которому можно доверять: ACHILLES объединяет технологии, этику и экологию
ИИ, которому можно доверять: ACHILLES объединяет технологии, этику и экологию
Световая атака: как зеленый свет помогает бороться с коронавирусом и энцефалитом
Световая атака: как зеленый свет помогает бороться с коронавирусом и энцефалитом
Молодые умы и большие деньги: Татарстан выделяет 250 млн рублей на инновации
Молодые умы и большие деньги: Татарстан выделяет 250 млн рублей на инновации
23 мышцы, которые меняют все: создана новая модель для лечения боли
23 мышцы, которые меняют все: создана новая модель для лечения боли
Блины с пользой: ученые превратили вредный завтрак в суперфуд
Блины с пользой: ученые превратили вредный завтрак в суперфуд
700 000 участниц, 11 миллионов фунтов и шанс победить рак
700 000 участниц, 11 миллионов фунтов и шанс победить рак

Новости компаний, релизы

На Фестивале «Москва — Точка старта» победили проекты из МИФИ
ХимБиоПлюс — шанс для школьников всей России
Правительство Республики Казахстан пригласило МИФИ войти в совет по стратегическому партнерству в науке и образовании
МФТИ подготовил более 140 специалистов в области синхротронных и нейтронных исследований
В Москве открыт памятник «отцу» советского ядерного оружия