«Хаббл» досліджує тіні в протопланетних дисках в пошуках екзопланет

Дослідники повідомили про виявлення трьох кандидатів на екзопланети, які формуються в диску, що оточує зірку TW Гідри.

Дослідники використовують космічний телескоп «Хаббл» для вивчення протопланетного диска, що оточує молоду зірку TW Гідри, розташовану приблизно в 200 світлових роках від Землі. Тіні, що рухаються по простору, заповненому пилом і газом, говорять про можливу наявність двох планет, що формуються, а невелика щілина — про третій кандидат. Дослідження допомагає зрозуміти, як виглядала Сонячна система на етапі формування.

Ще в 2017 році астрономи повідомили про виявлення тіні, що ковзає по поверхні величезного газопилового диска, який оточує червону карликову зірку. Тінь виходить не від планети, а від внутрішнього диска, злегка нахиленого щодо набагато більшого зовнішнього. У новому дослідженні вчені заявили про відкриття другої тіні, сформованої ще одним внутрішнім диском, розташованим під іншим кутом.

Два знімки протопланетного диска, що оточує зірку TW Гідри. На зображенні 2016 року видно одна тінь, яку внутрішня частина диска відкидає на зовнішню, на знімку, зробленому «Хабблом» в 2021 році вона поділяється на дві окремі тіні. Зображення: NASA, ESA, J. Debes (STScI)

Змоделювавши різні варіанти, дослідники прийшли до висновку, що найкраще спостереження описує система, в якій всередині зовнішнього газопилового диска розташовані два інших. Вони розташовані так близько один до одного в першому спостереженні, що їх не помітили. Тепер вони змістилися і розділилися на дві окремі тіні.

Дослідники вважають, що диски є ознакою формування невидимих планет у зірки. Вони притягують матеріал і деформують структуру, яка в іншому випадку була б ідеально плоским диском. Можливі планети розташовані приблизно на тій же відстані, на якій Юпітер рухається навколо Сонця.

Тіні проходять один оборот навколо зірки приблизно кожні 15 років. Два внутрішніх диски нахилені приблизно на 5 – 7° щодо площини зовнішнього диска. Це можна порівняти з діапазоном нахилу орбіт планет всередині Сонячної системи.

Зовнішній диск, на який падають тіні, в кілька разів перевищує радіус пояса Койпера в Сонячній системі. Дослідники також виявили, що в ньому є невелика щілина, яка у два рази перевищує середню відстань від Плутона до Сонця. Це може бути свідченням існування третьої планети.

Протопланетний диск TW Гідри розташований майже перпендикулярно для спостереження з Землі. Це відкриває можливість детально вивчати зміни, які відбуваються в системі. Дослідники вважають, що подальший аналіз допоможе краще зрозуміти, як формувалися планети Сонячної системи.