Вперше в історії астрономи відкрили сліди невидимих планет у дисках космічного пилу

Астрономи отримали серію висококонтрастних зображень, які демонструють виняткове різноманіття пилових дисків навколо далеких зірок — структур, сформованих зіткненнями дрібних планетоутворювальних тіл. За допомогою інструмента SPHERE на Дуже великому телескопі ESO (VLT) дослідники сфотографували 51 зоряну систему, виявивши закономірності між масою зірки, розміром і масою її диска.

На цьому зображенні представлена сітка астрономічних спостережень з посиленою кольоровою гамою, кожне з яких зображує навколозірковий диск — структури пилу і газу, що оточують зірки. Кожен квадрат у сітці представляє окрему зоряну систему, позначену каталожними назвами, такими як «HD 105», «HD 377» або «TWA 25». Диски сильно різняться за формою, розміром та орієнтацією: деякі мають чітко виражені кільця, а інші — видовжені або нерегулярні форми. Колірна палітра, в якій переважають фіолетові та помаранчеві відтінки, підкреслює яскравість і контраст, щоб виявити деталі структури. Ця візуальна різноманітність відображає різні фізичні властивості та стадії еволюції зоряних систем, надаючи цінну інформацію про формування планет і розвиток зірок. Джерело: N. Engler et al./SPHERE Consortium/ESO

Команда під керівництвом Наталії Енглер з університету ETH Zurich отримала зображення шляхом аналізу даних для 161 молодої зорі, випромінювання яких свідчило про наявність навколишнього пилового диска. «Ми побачили різні типи структур — від компактних до розтягнутих, від дисків, видимих збоку, до майже фронтальних, — і навіть чотири нові, які ніколи не спостерігалися раніше», — зазначила дослідниця.

SPHERE використовує спеціальний коронограф, який блокує яскраве світло зірки, дозволяючи побачити слабке відбиття від пилових частинок. Для компенсації атмосферних спотворень система обладнана адаптивною оптикою з деформівним дзеркалом, що змінює форму сотні разів на секунду. Завдяки цим технологіям астрономи отримали найдетальніші на сьогодні зображення уламкових дисків, де видно як кільцеподібні, так і смугасті структури.

Дуже великий телескоп ESO складається з чотирьох одиничних телескопів (UT) і чотирьох допоміжних телескопів (AT). На фотографії зображений один з UT, що випромінює чотири лазери, які мають вирішальне значення для систем адаптивної оптики телескопа. Праворуч від UT розташовані два AT. Ці менші телескопи є рухомими і працюють у тандемі з іншими телескопами, створюючи унікальний і потужний інструмент для спостереження за Всесвітом. Джерело: ESO/A. Ghizzi Paniz­za

Виявлені закономірності свідчать: більш масивні зірки мають більші та щільніші пилові пояси. Багато з них демонструють виразні кільця, схожі на пояс астероїдів і пояс Койпера в нашій Сонячній системі. Такі структури, як вважають науковці, формуються під впливом гравітації невидимих планет-гігантів, що «вирізають» шляхи в навколишньому пилу.

Отримані результати стали основою для подальших досліджень. Майбутні обсерваторії — зокрема Космічний телескоп Джеймса Вебба (JWST) та Європейський надвеликий телескоп (ELT) — зможуть безпосередньо сфотографувати деякі з цих прихованих планет, які формують складні пилові пояси, подібні до тих, що колись дали початок нашій Сонячній системі.