Маленькие «ураганы», которые образуются в дисках газа и пыли вокруг молодых звезд, могут помочь в изучении определенных аспектов формирования планет.
Исследователи из Кембриджского университета разработали методику, которая использует наблюдения этих «ураганов» для установления некоторых ограничений на массу и возраст планет в молодой звездной системе.
Протопланетные диски, окружающие молодые звёзды, – это место, где начинается процесс формирования планет. Благодаря такому явлению как аккреция ядра, гравитация заставляет частицы в диске прилипать друг к другу и образовывать более крупные твердые тела – астероиды и планеты. По мере формирования молодые планеты начинают прорезать промежутки в протопланетном диске.
Даже относительно маленькая планета может быть способна их создавать. Поскольку маленькие планеты могут вращаться на большом расстоянии от своей звезды, традиционные методы обнаружения экзопланет не могут быть использованы.
Ученые также обнаружили другие отчетливые структуры в протопланетных дисках - дуги и скопления в форме банана. Считалось, что некоторые из этих структур также приводились в движение планетами.
«Должно быть, что-то вызывает формирование этих структур», – сказал ведущий автор исследования, профессор Роман Рафиков. – «Один из возможных механизмов создания этих структур — и, безусловно, самый интригующий — заключается в том, что частицы пыли, которые мы видим в виде дуг и сгустков, сосредоточены в центрах вихрей, по сути, небольших ураганов, которые могут быть вызваны особой нестабильностью на краях разрывов, вырезанных в протопланетных дисках планетой».
Исследователи использовали эту интерпретацию для разработки метода ограничения массы или возраста планеты. Сначала они рассчитали продолжительность времени, которое потребуется для создания вихря в диске. Затем они использовали эти расчеты для ограничения свойств планет в дисках с вихрями, в основном устанавливая нижние пределы массы или возраста планеты. Они называют эти методы «вихревым взвешиванием» и «вихревым датированием» планет.
Когда растущая планета становится достаточно массивной, она начинает выталкивать материал из диска, создавая зазор. Когда это происходит, материал снаружи зазора становится плотнее, чем материал внутри зазора. По мере углубления разрыва и увеличения различий в плотности может возникнуть нестабильность. Эта нестабильность возмущает диск и в конечном итоге может привести к образованию вихря. Со временем несколько вихрей могут сливаться вместе, превращаясь в одну большую структуру, которая выглядит как дуга.
«Более массивные планеты создают вихри на ранних стадиях своего развития из-за их более сильной гравитации, поэтому мы можем использовать вихри, чтобы наложить некоторые ограничения на массу планеты, даже если мы не можем видеть планету непосредственно», - сказал Рафиков.
По информации https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20230107060454
