Парадокс гладкого диска Веги: придем к новой парадигме формирования планетных систем?

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Наука и космос

Наблюдения космических телескопов «Хаббл» и «Джеймс Уэбб» за звездой Вега выявили неожиданную особенность её околозвёздного диска: удивительную гладкость. Это открытие ставит под вопрос существующие модели формирования планетных систем и заставляет астрофизиков искать новые объяснения. Классическая картина, предполагающая наличие крупных планет, формирующих характерные структуры в пылевом диске, в случае Веги не работает.

Диск Веги, диаметром в сотни миллиардов километров, представляет собой слоистую структуру. Внутренняя часть, видимая в инфракрасном диапазоне «Уэббом», состоит из частиц размером с песчинки. Внешний ореол, запечатлённый «Хабблом», образован гораздо более мелкими частицами, сравнимыми по размеру с частицами дыма. Такое распределение обусловлено давлением излучения звезды, которое сильнее воздействует на мелкие частицы, выталкивая их на периферию. Этот феномен, сам по себе интересен как демонстрация влияния звездного ветра на эволюцию пылевых дисков, но он не объясняет гладкость самого диска.

Гладкий диск Веги, вольная интерпретация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

Отсутствие заметных гравитационных возмущений, свидетельствующих о наличии планет-гигантов, подобных Юпитеру или Сатурну в Солнечной системе, — ключевой момент исследования. В нашей системе планеты-гиганты активно формируют характерные структуры в поясах астероидов и комет, создавая заметные промежутки и концентрации пыли. Наличие единственного, едва различимого, промежутка в диске Веги на расстоянии, примерно, в два раза превышающем орбиту Нептуна, не согласуется с моделью, предполагающей существование крупных планет, влияющих на распределение вещества в масштабах всей системы.

Результаты вычитания PSF для системы Веги. Слева: изображение рассеянного света Веги с использованием α Cyg в качестве шаблона PSF, представленное в мДж/дуга2. Справа: Отношение сигнал/шум при обнаружении диска рассеянного света с использованием карты неопределенности, описанной в разделе 4 и представленной в Приложении. Оба изображения представлены в направлении север вверх, восток влево. В то время как сигнал внутри 10′′.5 (заштрихованная область) неотличим от остатков PSF из-за несоответствия цвета, сигнал от 10′′.5 до 27′′ имеет SNR > 1 на пиксель и соответствует диску, расположенному на поверхности. Яркость поверхности рассеянного света быстро падает между 27′′ (красная пунктирная линия) и 30′′ (желтая пунктирная линия). Цитирование: arXiv:2410.24042 [astro-ph.EP]
Автор: Schuyler G. Wolf et al. Источник: arxiv.org

Сравнение Веги с Фомальгаутом — звездой схожей массы, возраста и температуры, подчеркивает уникальность ситуации. Вокруг Фомальгаута обнаружены три концентрических пылевых пояса, предположительно, сформированные гравитационным воздействием планет, хотя сами планеты пока не обнаружены. Это контрастирует с удивительной однородностью диска Веги и задаёт важный вопрос: почему при схожих начальных условиях формирование планетных систем протекает так по-разному?

На снимке 15,5 мкм сохраняются небольшие артефакты от коронографа, а на снимке 23 мкм центральная область удалена коронографами; на снимке 25,5 мкм ядро отсутствует из-за насыщенности. Миллиметровая эмиссия диска, обнаруженная ALMA (Matr`a et al. 2020), наложена в виде контуров на изображение 25,5 мкм для сравнения. Верхняя панель представляет собой увеличенное изображение диска на длине волны 25,5 мкм с основными элементами диска, обозначенными для справки, поскольку они обсуждаются далее в данной работе (см. оригинал исследования): (1) гало, видимое на 25,5 мкм до радиуса ∼33′′ (∼250 au); (2) внешний диск (аналог пояса Койпера), простирающийся от ∼10′′ до 22′′ (∼78 до ∼170 au) и доминирующий на изображении ALMA при 1. 34 мм; (3) внутренний диск, простирающийся от внутреннего края внешнего диска до самого близкого расстояния от звезды; и (4) провал в яркости поверхности внутреннего диска от ∼5′′ до 10′′ (∼40-78 au). Цитирование: arXiv:2410.23636 [astro-ph.EP]
Автор: Kate Su et al. Источник: arxiv.org

Возможные объяснения этого различия простираются от нюансов начального распределения вещества в протопланетном диске до влияния пока не учтённых факторов звездного ветра и магнитных полей. Не исключено, что в системе Веги планеты существуют, но имеют небольшие массы и/или находятся на очень близких к звезде орбитах, где их трудно обнаружить современными методами.

Открытие гладкого диска Веги — это не просто очередное добавление в каталог околозвёздных структур. Это серьёзный вызов существующим моделям образования планетных систем. Более детальное изучение Веги с помощью «Хаббла» и «Уэбба», а также новых поколений телескопов, несомненно, принесёт новые данные, которые помогут понять этот феномен и, возможно, изменят наше представление о процессах формирования планет вокруг других звёзд. В этом смысле, загадка гладкого диска Веги — это отправная точка к новой парадигме в астрофизике.

0 комментариев

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Чем запомнился советским дальнобойщикам тягач МАЗ-6422

Не смотря на обилие модификаций седельных тягачей Минского автомобильного завода, у них четко прослеживаются поколения, отличающиеся дизайном и силовыми агрегатами. В конце 80-х годов вышел...

Какая бесплатная карта российского банка работает в Египте в 2026 году

В наши времена санкций и блокировок, то, что российскую карту можно использовать в Египте, кажется почти фантастикой. Я получил бесплатную карту Unionpay Россельхозбанка за день до поездки и уже...

Природа изобрела сложный глаз дважды: почему глаза людей и осьминогов устроены абсолютно по-разному

Позвоночные животные и головоногие моллюски — две совершенно разные ветви жизни. Их эволюционные пути разошлись так давно, что у их последнего общего предка не было даже примитивных...

Салар-де-Уюни в Боливии: почему в самой большой зеркальной поверхности мира нельзя оставаться после заката и ходить без гида

Салар-де-Уюни в Боливии — это одно из самых поразительных природных чудес планеты. Расположенный на высоте около 3650 метров над уровнем моря в высокогорном Альтиплано, этот солончак...

Кембрийского взрыва не было: почему внезапное появление сложных животных оказалось ошибкой геологической летописи

Если вы посмотрите на палеонтологическую летопись 550 миллионов лет назад, вы увидите Эдиакарский период — странный, тихий мир. Дно океанов покрыто бактериальными матами, на которых...

Часовой букет Чайкина: как механические цветы превращаются в символ времени

Апрель в этом году начался очень художественно: сразу несколько выставок-ярмарок современного искусства проходят в Москве, и на одной из них, «Арт России» можно видеть замысловатые художественные...