Астрономы впервые напрямую проследили вращение протопланетного диска вокруг молодой звезды AB Возничего (AB Aurigae) и обнаружили участки движения вещества, которые не укладываются в стандартные теоретические модели. Работа выполнена исследователями из Национального центра научных исследований Франции (CNRS) и Университета Бордо с использованием высококонтрастного инфракрасного инструмента SPHERE (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch), установленного на «Очень большом телескопе» Европейской южной обсерватории (ESO) в Чили.
Протопланетные диски — это вращающиеся облака газа и пыли вокруг молодых звёзд, в которых формируются планеты. Их структура и динамика рассматриваются как ключевой источник информации о том, как возникают планетные системы. Диск вокруг AB Возничего уже давно считается одной из наиболее информативных «лабораторий» такого типа.
Новые наблюдения подтвердили, что в целом диск вращается в соответствии с законами гравитации и механики, однако в ряде областей движение вещества отклоняется от ожидаемого. Такие аномалии связывают с влиянием массивных объектов, находящихся в процессе формирования — протопланет, которые уже искажают локальную динамику газа и пыли.
Инструмент SPHERE позволил отслеживать движение структуры диска, регистрируя излучение пылевых частиц в инфракрасном диапазоне с высокой контрастностью. Эти данные дополняют более ранние наблюдения космического телескопа «Хаббл», который впервые зафиксировал сложную структуру диска AB Возничего, а также наземных радионаблюдений с помощью массива ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array).
AB Возничего — это молодая переменная звезда возрастом около 4–5 миллионов лет, находящаяся на стадии до выхода на главную последовательность. Она сформировалась из облака газа и пыли, которое под действием гравитации коллапсировало в протозвезду, а затем «слющилось» во вращающийся протопланетный диск — исходный материал для планетной системы.
Ранее наблюдения уже указывали на наличие как минимум одного формирующегося газового гиганта — объекта AB Aurigae b. Он расположен примерно в 93 астрономических единицах от звезды и, согласно оценкам, может иметь массу около 9 масс Юпитера. Последовательные наблюдения с помощью «Хаббла» показывают его движение по орбите в течение многих лет, подтверждая планетарную природу на стадии формирования.
Помимо этого, в диске выделяются дополнительные структуры, которые могут соответствовать другим зонам планетообразования. Одна из них находится примерно в 30 астрономических единицах от звезды и связана с локальной «перемычкой» диска, что может указывать на гравитационное влияние скрытого объекта. Ещё несколько плотных областей на расстоянии 400–600 астрономических единиц рассматриваются как возможные кандидаты в протопланеты или сгущения вещества во внешней части диска.
Дополнительные данные ALMA показали наличие газовых спиральных рукавов, которые, согласно интерпретации исследователей, могут формироваться под действием массивного объекта внутри радиуса около 80 астрономических единиц. Такие структуры считаются одним из характерных признаков взаимодействия формирующихся планет с окружающим диском.
Анализ SPHERE также выявил яркие области, интерпретируемые как зоны аккреции — регионы, где вещество активно падает на формирующиеся объекты. Кроме того, были зафиксированы тени и неоднородности, перемещающиеся по поверхности диска, что может указывать либо на присутствие дополнительных скрытых объектов, либо на плотные облака пыли на орбитальных траекториях.
Авторы работы отмечают, что совокупность наблюдений показывает более сложную динамику, чем предсказывают классические модели формирования протопланетных дисков. В частности, сочетание спиральных структур, локальных «скручиваний» и неоднородного вращения указывает на активный процесс формирования планетной системы, находящейся на ранней стадии эволюции.
Диск AB Возничего остаётся одним из ключевых объектов для изучения зарождения планет: он демонстрирует не только общую структуру, согласующуюся с теорией, но и локальные отклонения, которые, вероятно, фиксируют сами моменты формирования новых объектов.
