Обнаружен протопланетный диск размером в 40 раз больше Солнечной системы

Почему «Чивито Дракулы» перевернул представления о рождении планет: разбор рекордного протопланетного диска

Вы когда-нибудь задумывались, как выглядят ясли, где рождаются планеты-гиганты? Только что телескоп «Хаббл» показал нам самый большой из известных протопланетных дисков. Его размеры зашкаливают — в 40 раз шире всей Солнечной системы до внешней границы пояса Койпера. Официальное название — IRAS 23077+6707. Неофициальное — «Чивито Дракулы» (в честь уругвайского сэндвича, если что). Но давайте без сэндвичей — разберёмся, почему это открытие заставит переписывать учебники.

Что это за диск и почему он уникален

IRAS 23077+6707 находится в 1000 световых годах от Земли. Его диаметр — 640 миллиардов километров. Масса — от 10 до 30 масс Юпитера. Этого добра хватит, чтобы слепить не одну, а сразу несколько планет-гигантов. Диск повёрнут к нам ребром, поэтому выглядит как слоистый блин. Обычно такие структуры быстро теряют вещество — разлетаются или падают на звезду. Но этот диск — гигант с аномальной турбулентностью.

Странная асимметрия: как это работает и почему это важно

Самое интересное — не размеры, а асимметрия диска. На одной стороне — вытянутые нитевидные структуры. На противоположной — их нет. Участки с пониженной плотностью вещества. Раньше считали, что в таких масштабах диск просто обязан быть более-менее однородным. Но нет — природа любит сюрпризы.

Как астрономы выявляют асимметрию на таком расстоянии? Пошаговый совет тем, кто хочет разобраться:

• Шаг 1. Снимки в высоком разрешении — Хаббл делает серию изображений в разных фильтрах (видимый и ближний ИК).
• Шаг 2. Строят карту поверхностной яркости: чем ярче участок, тем больше в нём пыли и газа.
• Шаг 3. Сравнивают яркость на разных расстояниях от центра диска по обе стороны.
• Шаг 4. Моделируют — если разница превышает погрешность (а она превышает), фиксируют асимметрию.

Почему это происходит? Две основные гипотезы. Первая — аккреция внешнего газа из окружающего космоса: вещество падает на диск несимметрично. Вторая — гравитационное воздействие соседней звезды или массивного объекта. Учёные склоняются к первой, но пока точного ответа нет.

«Зафиксированные параметры указывают на повышенную динамическую активность системы. Подобные признаки турбулентности в протопланетных дисках таких размеров ранее не наблюдались» — из статьи в Astrophysical Journal.

Турбулентность огромного масштаба: что это значит для нас?

Личное наблюдение: недавно я обсуждал с коллегами, что все модели формирования планет-гигантов завязаны на постепенном остывании и сжатии диска. А тут — бурлящий гигант, который не собирается успокаиваться. Это значит, что в таких условиях планеты могут рождаться гораздо быстрее и массивнее. Или, наоборот, турбулентность мешает частицам слипаться. Пока мы не знаем.

Важный факт: масса диска (до 30 Юпитеров) — это верхняя граница, при которой диск ещё не коллапсирует в собственную звезду. Чуть больше — и мы бы увидели двойную систему. Так что «Чивито Дракулы» балансирует на грани между рождением планет и рождением звезды.

А ещё асимметрия даёт ключ к пониманию формирования планетных систем у других звёзд. Если аккреция извне — обычное дело, значит диски не изолированы, а постоянно «подпитываются». Тогда планеты-гиганты могут расти неограниченно долго. Это объясняет, почему мы находим такие системы, как HR 8799, где есть планеты в десятки масс Юпитера.

Резюме от автора

«Чивито Дракулы» — не просто рекордсмен по размеру. Это живое доказательство того, что космос гораздо разнообразнее наших компьютерных симуляций. Асимметрия, турбулентность, гигантская масса — всё это заставляет пересмотреть сценарии формирования планет. И лично меня радует, что Хаббл, работая уже 30+ лет, продолжает выдавать такие открытия. Теперь ждём, что скажет «Джеймс Уэбб» — он сможет заглянуть внутрь этого диска в инфракрасном диапазоне и, возможно, увидеть зародыши планет. Держите руку на пульсе.