Відкриття ALMA допомагає шукати протопланети

За допомогою обсерваторії ALMA вчені, які вивчають протопланетний диск навколо молодої зірки HD 169142, виявили вагомі хімічні докази існування протопланети, запропонувавши новий метод виявлення та вивчення цих небесних тіл. Виявлення моносульфіду кремнію, що свідчить про газову гігантську протопланету, дає нове розуміння протопланетної хімії.

Вчені, які використовують великий міліметровий/субміліметровий масив Atacama (ALMA) для вивчення протопланетного диска навколо молодої зірки, виявили найпереконливіші на сьогодні хімічні докази формування протопланет. Відкриття дасть астрономам альтернативний метод виявлення та характеристики протопланет, коли прямі спостереження або отримання зображень неможливі. Результати будуть опубліковані в наступному випуску The Astrophysical Journal Letters.

HD 169142 — це молода зірка, розташована в сузір’ї Стрільця, яка становить значний інтерес для астрономів через наявність у неї великого, багатого пилом і газом навколозоряного диска, який видно майже обличчям. За останнє десятиліття було ідентифіковано кілька протопланет-кандидатів, і на початку цього року вчені з Університету Льєжа та Університету Монаша підтвердили, що один із таких кандидатів — HD 169142 b — насправді є гігантською протопланетою, схожою на Юпітер.

Відкриття, виявлені в результаті нового аналізу архівних даних від ALMA — міжнародної співпраці, до якої входить Національна радіоастрономічна обсерваторія (NRAO) Національного наукового фонду — тепер можуть полегшити вченим виявлення, підтвердження та остаточну характеристику протопланет. формується навколо молодих зірок.

«Коли ми подивилися на HD 169142 і його диск в субміліметровому діапазоні хвиль, ми виявили кілька переконливих хімічних сигнатур цієї нещодавно підтвердженої протопланети газового гіганта», — сказав Чарльз Лоу, астроном з Центру астрофізики | Harvard & Smithsonian та провідний автор нового дослідження. «Тепер у нас є підтвердження того, що ми можемо використовувати хімічні ознаки, щоб з’ясувати, які види планет можуть формуватися в дисках навколо молодих зірок».

Команда зосередилася на системі HD 169142, оскільки вважала, що присутність гігантської протопланети HD 169142 b, ймовірно, супроводжуватиметься помітними хімічними ознаками, і вони мали рацію. Команда Лоу виявила монооксид вуглецю (як ¹² CO, так і його ізотополог ¹³ CO) і монооксид сірки (SO), які були виявлені раніше та вважалися пов’язаними з протопланетами в інших дисках.

Але вперше команда також виявила моносульфід кремнію (SiS). Це стало несподіванкою, тому що для того, щоб випромінювання SiS було виявлено ALMA, силікати повинні вивільнятися з сусідніх частинок пилу в масивних ударних хвилях, викликаних газом, що рухається з високими швидкостями, поведінка, як правило, в результаті витоків, які рухаються гігантськими протопланетами.

«SiS — це молекула, яку ми ніколи раніше не бачили в протопланетному диску, не кажучи вже про те, що в околицях гігантської протопланети», — сказав Ло. «Виявлення випромінювання SiS стало для нас очевидним, тому що це означає, що ця протопланета, мабуть, створює потужні ударні хвилі в навколишньому газі».

Завдяки цьому новому хімічному підходу до виявлення молодих протопланет вчені можуть відкрити нове вікно у Всесвіті та поглибити своє розуміння екзопланет. Протопланети, особливо ті, які все ще вбудовані в їхні батьківські навколозоряні диски, такі як система HD 169142, забезпечують прямий зв’язок із відомим населенням екзопланет.

«Існує величезна різноманітність екзопланет, і використання хімічних сигнатур, спостережених за допомогою ALMA, дає нам новий спосіб зрозуміти, як різні протопланети розвиваються з часом, і зрештою пов’язати їхні властивості з властивостями екзопланетних систем», — сказав Ло.

«На додаток до створення нового інструменту для полювання на планети за допомогою ALMA, це відкриття відкриває багато захоплюючих хімій, яких ми ніколи раніше не бачили. Оскільки ми продовжуємо досліджувати більше дисків навколо молодих зірок, ми неминуче знайдемо інші цікаві, але непередбачені молекули, як-от SiS. Такі відкриття означають, що ми лише дряпаємо поверхню справжнього хімічного різноманіття, пов’язаного з протопланетними налаштуваннями». Джерело