Біздің мақалаларымыздағы сілтемелер арқылы сатып алу жасаған кезде, Future және оның дистрибьюторлық серіктестері комиссия алуы мүмкін.
PDS 70 жүйесінің иллюстрациясы. | Роберт Лидің (Canva-мен жасалған)
Жарық жылдары қашықтықтан көрінбейтін ғаламшардың салмағын қалай анықтауға болады? Астрономдар бұл сұраққа жауап таба алады, және бұл жаңа туған экзопланеталар жас жұлдыздарының айналасында жасайтын жарқын, әдемі шаң құрылымдарын «сақиналар арасынан оқуды» қамтиды.
Планеталар, әдетте, жас жұлдыздарды қоршап тұрған шаңнан, газдан және «планетезималдар» деп аталатын ұсақ сынықтардан пайда болады. Нәтижесінде, салыстырмалы жастық шағында бұл әлемдер әлі де осы бастапқы материалда қалып, протопланетарлық дискілер деп аталатын пластина тәрізді құрылымдарда айналады. Дегенмен, соңғы бақылаулар көрсеткендей, бұл жас экзопланеталар өздерінің ата-аналық жұлдыздарын айналып жүргенде, газ бен шаңнан тұратын осы дискіге де жол ашады.
Ұқсас сақиналар жұлдыздардың айналасындағы экзопланеталардың болуын анықтау үшін қолданылғанымен, бұл жаңа зерттеу экзопланеталардың сипаттамаларын іс жүзінде бағалау үшін осы ойықтарды пайдалану тәсілін ұсынады.
«Біз сақиналардың жас, ішіне енген планеталардың орбитасынан тыс жерде жиналатын шоғырланған шаңнан пайда болуы мүмкін екенін бұрыннан түсініп келеміз, бірақ осы уақытқа дейін бұл сақиналардың ерекшеліктерін планеталардың массаларымен байланыстыра алмадық», - деді Ұлыбританиядағы Уорвик университетінің Астрономия және астрофизика тобының топ жетекшісі Амена Фаруки. ««Сақиналар арасындағы» деректерді талдау арқылы біз сақина түзетін планеталардың массаларын қалпына келтірудің жолын таптық, тіпті бұл планеталар тым әлсіз немесе тікелей бақылау үшін тым ішіне енген болса да».
«Бұл жарқын сақиналар тек әдемі құрылымдар ғана емес, олар негізінен планеталардың саусақ іздері».
Шаңды жұлдыз жүйесін зерттеу
Фаруки мен оның әріптестерінің алғашқы қадамы экзопланета массаларының протопланетарлық дискілердегі әртүрлі сақина пішіндерін қалай қалыптастыратынын бағалау үшін компьютерлік модельдеуді пайдалану болды. Олар шаң сақиналарының ені мен сақина ішіндегі ең жарық нүктенің орналасуы байқалмайтын экзопланеталардың сипаттамаларын бағалауда негізгі факторлар болып табылатынын анықтады.
Таңқаларлықтай, планетаның массасы мен ол тудыратын шаң сақинасының ең жоғары жарықтығы арасындағы байланыс жүйе байқалатын жарықтың толқын ұзындығына, сондай-ақ сақинадағы шаң түйіршіктерінің өлшеміне қарамастан сақталады. Бұл астрономдарға жас жұлдыздың экзопланеталарының массасын бағалау үшін оның айналасындағы нақты жағдайларды білудің қажеті жоқ дегенді білдіреді.
PDS 70 жүйесі, Atacama Large Millimeter/submillimeter Massiv (ALMA) арқылы бейнеленген. | Авторлық құқық: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Benisty және т.б.
Ғалымдар жаңа техникасын шамамен 370 жарық жылы қашықтықта орналасқан PDS 70 планеталық жүйесіне қолдану арқылы сынақтан өткізді, бұл жүйені астрономдар Чилидің солтүстігінде орналасқан 66 антенналы Атакама үлкен миллиметрлік/субмиллиметрлік массивін (ALMA) пайдаланып зерттеп жатыр.
«Бұл жұмыстың артықшылықтарының бірі - ол тек теориямен шектелмейді - біз модельдеу нәтижелерін алып, оларды тікелей нақты, бақыланатын жүйелерге қолдана алдық», - деді Массачусетс технологиялық институтының (MIT) өкілі Джессика Спиди өз мәлімдемесінде. «Атап айтқанда, PDS 70 жүйесін бақылау зертханасы ретінде пайдалану тәсілді нақты әлемде сынақтан өткізуге мүмкіндік берді, бұл әдістердің жақын болашақта кеңінен қолдануға дайын екеніне сенімділік берді».
PDS 70 зерттеу үшін пайдалы нысан болып шықты, себебі оның құрамында кем дегенде екі экзопланета, PDS 70 b және PDS 70 c бар және ол тікелей бейнеленген. Бұл әдіс PDS 70 c массасын шамамен 7,5 Юпитер массасы туралы қазіргі бағалауларға сәйкес бағалауға мүмкіндік берді. Зерттеу нәтижелері сонымен қатар планеталардың пайда болу процестері туралы күтпеген түсініктер берді және астрономдар жауап беруге құлықты болатын сұрақтарды тудырды.
«Модельдеудің тағы бір таңғажайып нәтижесі - типтік дискілерде массивтірек қалыптасатын планеталар Жердің массасынан 20 есеге дейінгі сақиналарда шаңды ұстай алады», - деді Макмастер университетінің физика және астрономия кафедрасының өкілі Ральф Пудриц мәлімдемесінде. «Бұл ALMA бақылауларын растайды, бірақ сақинадағы шаң мен малтатастарда жаңа планеталардың неге табылмағаны туралы сұрақ туғызады. Біздің нәтижелеріміз шаңның көп екенін және планетаның пайда болуын тудыруы мүмкіндей шоғырланғанын көрсетеді. Бұл әрі қарай бақылаулар мен теориялық зерттеулерге әкелетін маңызды жаңалық».
Түптеп келгенде, бұл жаңа әдіс және оның жас планеталық жүйелерді зерттеу мүмкіндігі бізге шамамен 4,6 миллиард жыл бұрын өз планеталық жүйеміздің қалай пайда болғанын түсінуге көмектеседі.
«Мені ең қызықтыратын нәрсе - уақыт. ALMA дискілердің егжей-тегжейлі суреттерін ұсынып жатқандықтан және жақын арада жаңа қондырғылар пайда болатындықтан, қазір бұл әдістерді әзірлеудің тамаша уақыты», - деді Уорик университетінің физика кафедрасының қызметкері Фарзана Меру. «Шаңға негізделген диагностиканы газ қысымын бақылаумен біріктіру осы дискілерді құрайтын жасырын планеталар мен олар ақырында құрайтын әртүрлі планеталық жүйелер туралы қуатты жаңа терезе ашады».
Топтың зерттеу нәтижелері бейсенбі, 28 мамырда The Astrophysical Journal журналында жарияланды.