Канадские астрономы сделали значительный шаг вперёд в понимании процесса формирования планет, используя космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST). Исследователи обратили внимание на молодую звезду PDS 70, находящуюся на расстоянии 370 световых лет от Земли, вокруг которой вращаются две формирующиеся планеты. Эта система предоставляет учёным уникальную возможность наблюдать за ранними стадиями развития планет.
PDS 70 — звезда, чей возраст составляет всего около 5 миллионов лет, что делает её «новорождённой» по сравнению с нашим 4,6-миллиардным Солнцем. Вокруг неё располагается диск из газа и пыли, в центре которого образуется пробел, где и формируются две планеты — PDS 70 b и PDS 70 c.
Исследование возглавила аспирантка Университета Виктории Дори Блейкли в сотрудничестве с международной командой учёных. Они применили инновационный подход, используя инструменты JWST, чтобы раскрыть подробности о планетах и окружающем их диске из газа и пыли.
«Мы наблюдаем за ранними стадиями роста планет и видим, как они конкурируют за выживание в своём космическом питомнике. Удивительно, что мы можем наблюдать не только планеты, но и сам процесс их формирования — они борются со своей звездой и друг с другом за газ и пыль, необходимые для дальнейшего роста», — говорит Дори Блейкли.
Чтобы получить чёткое изображение планет и диска, команда использовала ближний инфракрасный датчик и спектрограф NIRISS JWST в режиме апертурной маскирующей интерферометрии (AMI). Этот метод позволил «приглушить» яркий свет молодой звезды и увидеть детали окружающего её пространства.
Наблюдения, проведённые с помощью JWST, подтвердили наличие двух гигантских планет, которые всё ещё находятся в процессе формирования. Исследователи измерили излучение планет в среднем инфракрасном диапазоне и пришли к выводу, что обе планеты, по всей видимости, накапливают газ — критически важную стадию их развития.
Эти наблюдения предоставляют непосредственные доказательства того, что планеты продолжают расти и конкурируют с окружающей звездой за материал в диске. Это подтверждает гипотезу о том, что планеты формируются путём аккреции, притягивая массу из окружающего газа и пыли. Такой редкий снимок планет в процессе их роста может помочь учёным лучше понять, как могли возникнуть планеты, подобные Юпитеру и Сатурну в нашей Солнечной системе.
Кроме того, полученные данные указывают на возможное наличие у планет колец, состоящих из материалов околопланетных дисков. Эти диски могут стать местом формирования спутников, аналогичных тем, что вращаются вокруг Юпитера и Сатурна в наши дни.
Дополнительным открытием стало выявление слабого источника излучения в разрыве протопланетного диска. Хотя природа этого излучения остаётся неопределённой, оно может представлять собой структуру, напоминающую спиральный рукав из газа и пыли, либо даже третью планету, находящуюся в процессе формирования в данной системе.
Таким образом, открытия в системе PDS 70 предоставляют астрономам более ясное понимание процессов, связанных с формированием и эволюцией планет и звёзд. Наблюдая за ростом этих небесных тел и их взаимодействием с окружающей средой, учёные приближаются к пониманию того, как создаются планетарные системы, подобные нашей.