Исследованная с помощью комплекса радиотелескопов ALMA, расположенного в чилийской пустыне Атакама, четверная звездная система по-настоящему удивила астрономов. Оказалось, что она обладает одной особенностью, которая никогда ранее не встречалась на практике и до этого момента существовала лишь в умах теоретиков. Тем не менее, результаты проведенного наблюдения, опубликованные в журнале Nature Astronomy, в очередной раз доказывают, что космос полон загадок, которые только и ждут своего открытия.
Четверные звездные системы, содержащие по две пары двойных звезд на самом деле не являются чем-то необычным. Да, они довольно редкие, но все же встречаются. Также и наличие в системе протопланетного диска (кольца из газа и пыли из которых образуются будущие планеты) не является откровением. Изученная система HD 98800 находится примерно в 146 световых годах от Земли в созвездии Чаши и обладает всеми этими особенностями. Что же так удивило ученых? Невероятно уникальный протопланетный диск, который в ней находится.
Система HD 98800 состоит из четырех светил, разбитых на пары – внутреннюю и внешнюю. Звезды внутренней пары, получившей название BaBb, находятся в тесной близости друг к другу на расстоянии примерно 1 астрономической единицы (1 а.е. = дистанция от Земли до Солнца). Светила внешней пары, AaAb, расположены гораздо дальше друг от друга – в 54 астрономических единицах, что существенно дальше, чем дистанция между Плутоном и Солнцем (около 40 а.е.). Внешняя пара светил никакого интересна не представляет. Самое интересное в системе – внутренняя пара звезд и окружающий их протопланетный диск.
Как правило протопланетный диск располагается в той же плоскости, что и орбитальная плоскость остальных объектов системы. Как оказалось, это правило не работает с системой HD 98800. Последняя обладает диском, который ориентирован точно перпендикулярно к плоскости вращения составляющих ее звезд. Другими словами, вместо условной горизонтальной плоскости запад-восток, диск расположен в плоскости с севера-на юг. До этого открытия системы подобные HD 98800 существовали только в теории.
«Богатые газом и пылью протопланетные диски наблюдаются вокруг почти всех молодых звезд. Нам известно, что как минимум внутри 1/3 дисков, расположенных у одиночных звезд, содержатся планеты. Некоторые из этих планет под действием определенных сил могут смещаться относительно оси вращения или экватора звезды. Мы всегда задавались вопросом о том, возможна ли такая причудливая динамика в системах с двойными звездами. Компьютерное моделирование показывает, что в таких системах развитие может пойти по двум путям: либо планеты будут вращаться в одной плоскости со звездами, либо перпендикулярно к ним. Но раньше у нас не было этому доказательств», — комментирует ведущий автор исследования из Университета Уорика (Великобритания) Грант Кеннеди.
Астрономы знали о существовании системы HD 98800 уже несколько лет. В рамках предыдущих исследований проводились попытки наблюдений за движением внутренней пары светил. Однако благодаря использованию мощного массива «Атакамской большой антенной решетки миллиметрового диапазона» команде Кеннеди удалось пробиться сквозь плотные слои пыли и газа диска только сейчас. Использование ALMA позволило получить самое четкое представление о том, как выглядит система HD 98800, а также раскрыть удивительную ориентацию находящегося в ней протопланетного диска.
Предполагаемый вид с поверхности гипотетической экзопланеты, находящейся внутри протопланетного диска в системе HD 98800 BaBb
По мнению авторов исследования, если предположить, что внутри протопланетного диска находится формирующаяся экзопланета, то небо с ее поверхности выглядело бы просто невероятно. Находясь на такой планете, кольцо из пыли и газа протопланетного диска выглядело бы как яркая полоса, поднимающаяся из-за горизонта, проходящая прямо над вашей головой, а затем скрывающаяся с противоположной стороны. При этом, две звезды системы периодически скрывались бы за диском, а затем снова выходили из-за него, иногда отбрасывая на поверхность две широкие тени.
«Это удивительный результат наблюдений», — комментирует астроном Калифорнийского технологического института Константин Батыгин, не принимавший участие в данном исследовании.
«Подобная конфигурация – это то, что можно ожидать от комбинаторных эффектов гравитации и внутреннего рассеяния внутри протопланетных дисков. Открытие первой подобной системы заставляет предположить, что предыдущее моделирование на самом деле оказалось очень точным. Теперь можно не сомневаться, что в будущем мы сможем найти такие же системы».
Астроном Принстонского университета Даниэль Тамайо, также не принимавший участие в исследовании, разделяет радость научной группы Кеннеди, описывая опубликованную в Nature Astronomy работу, как «невероятную статью об однозначном и прекрасном открытии».
«Забавно, что такая математически причудливая модель динамики полярного планетарного диска вокруг двойной системы представляет собой довольно стабильную конфигурацию. Изначально было непонятно, может ли она вообще появиться в природе. В более ранних исследованиях говорилось об открытии слега наклонных протопланетных дисков, однако подобный вариант встретился действительно впервые».
Следующим испытанием для астрономов станет поиск аналогичные системы, но находящихся на разных этапах своей эволюции.
Обсудить открытие можно в нашем Telegram-чате.
