Астрономы считают, что планеты появляются из пыли и газа, которые формируют так называемый протопланетный диск, вращающейся вокруг протозвезды на финальных этапах ее формирования. Хотя в прошлом различные обсерватории смогли зафиксировать несколько протопланетных дисков, твердые подтверждения существования протопланет были получены только в двух случаях. Теперь астрономы решили задействовать рекордно мощный космический телескоп им. Уэбба, чтобы возобновить поиски протопланет в протопланетных дисках.
Группа ученых из университетов Мичигана, Аризоны и Виктории провели наблюдения протопланетных дисков около трех звезд: HL Tau, SAO 206462 и MWC 758. В этой работе использовался сверхчувствительный инфракрасный спектрограф NIRCam, установленный на борту JWST. Полученные фотографии сопоставлялись с данными предыдущих наблюдений радиотелескопа ALMA Европейской Южной обсерватории в Чили. Результаты работы научных групп из всех трех университетов были опубликованы в журнале The Astronomical Journal.
Данные об излучении в инфракрасном диапазоне, собранные, NIRCam, обрабатывались методом дифференциальной визуализации. Этот метод можно использовать для обнаружения как теплового излучения планеты, так и для поиска специфических линий излучения, связанных с веществом, которое падает на планету и ударяется о ее поверхность с высокой скоростью.
Согласно данным ALMA, а также обсерваторий Хаббл и «Субару», протопланетный диск SAO 206462 состоит из двух ярких спиралей, которые, вероятно, образовались под действием формирующейся планеты. Предполагалось, что она относится к классу горячих газовых гигантов и состоит из водорода и гелия.
Однако снимки JWST не подтвердили наличие кандидата в протопланеты около формирующейся звезды SAO 206462. Либо проведенное моделирование было ошибочным, и протопланета намного холоднее, чем полагали астрономы, либо она чем-то скрыта от наблюдения. JWST показал наличие возможного кандидата в протопланеты – совсем иного – около SAO 206462, однако статус этого объекта не подтвержден, и он может оказаться просто шумом от слабой фоновой звезды.
Наблюдения HL Tau также не увенчались успехом. На основе предыдущих исследований астрономы полагают, что диск HL Tau имеет несколько колец, в которых могут находиться протопланеты. JWST позволил наблюдать эту формирующуюся звезду с высочайшей детализацией, однако она оказалась окружена очень плотным газопылевым облаком, непроницаемым для NIRCam. Тем не менее, ученые смогли увидеть, как под действием сил гравитации вещество из межзвездной среды падает внутрь газопылевого облака, окружающего звезду.
Протопланетный диск MWC 758, как и в случае с SAO 206462, состоит из спиральных рукавов, которые указывают на наличие крупной планеты. Подтвердить ее наличие JWST не смог. Астрономы, впрочем, отметили, что, благодаря чувствительности прибора, им удалось наложить строгие ограничения на характеристики предполагаемой протопланеты, а также исключить наличие других планет во внешних областях MWC 758.
Ученые заключают, что в трех изученных системах планеты, формирующие диски и спиральные рукава, либо слишком близки к своим звездам, либо слишком слабы, чтобы их можно было увидеть с помощью JWST. Если последнее верно, то они должны иметь небольшую массу и низкую температуру, либо их окутывает плотная пыль.
Большинство гипотез, объясняющих наличие структур типа газопылевых дисков и рукавов вокруг звезд, связаны с процессом образования крупных планет, однако существуют и альтернативные объяснения, не предполагающие присутствия планет-гигантов.
Если астрономы смогут подтвердить наличие таких планет, они смогут объяснить особенности других звездных систем на гораздо более поздних стадиях существования. В конечном итоге, это позволит выстроить связные представления об эволюции планетных систем.
На фото: спиральные рукава газопылевого диска SAO 206462, изображение получено при помощи телескопа «Субару».
По информации https://kosmolenta.com/index.php/2186-2024-03-29-jwst-protoplanets
