Инструмент SPHERE на телескопе ESO позволил получить изображения GW Orionis - тройной звездной системы со своеобразной внутренней областью.
На расстоянии около 1 300 световых лет молодая тройная звездная система изгибается и расщепляет диск из пыли и газа, где однажды могут образоваться планеты. В отличие от плоского диска, который дал начало планетам в нашей Солнечной системе, диск системы состоит из трех смещенных колец.
GW Orionis, как известно, шаткая система, состоит из двух звезд, соединенных тесной связью, которые вращаются вокруг третьей звезды, находящейся дальше на расстоянии в восемь раз больше Земли от Солнца.
Согласно новому исследованию, когда звездное трио движется по своим сложным путям, их силы тяжести тянут газ вокруг и между ними. Результаты предоставляют первое конкретное свидетельство того, что гравитация звезд может вырезать причудливые и фантастические формы в дисках, формирующих планеты, обеспечивая новое понимание того, как планеты рождаются по странным орбитам.
«Мы впервые видим эффект разрыва диска в реальной астрофизической системе», - говорит Стефан Краус, профессор астрофизики в Университете Эксетера и ведущий автор статьи. «Мы можем напрямую связать это с гравитационным влиянием трех звезд, находящихся в центре диска».
В массивном протопланетном диске тройной системы есть три отдельных кольца с разной ориентацией, которые расположены примерно в 46, 185 и 336 раз больше расстояния Земля-Солнце от центра диска (для перспективы, Нептун примерно в 30 раз больше расстояния от Земли до Солнца).
Правильное представление формы и причины смещения системы означало изучение GW Orion в течение ошеломляющих 11 лет - одного полного орбитального периода - с использованием различных инструментов на VLT и большим миллиметровым массивом Атакамы (ALMA). Обширные наблюдения позволили им восстановить трехмерную структуру диска, разорванного на части под влиянием трех звезд.
GW Orion уже давно является образцом всех особых динамических эффектов. Но это первый раз, когда есть действительно четкая картина геометрии системы: «Исследование представляет собой действительно всеобъемлющий взгляд на звездные орбиты и диск с очень высоким пространственным разрешением», - говорит астроном из Пенсильванского университета Ян Чекала, который не участвовал в исследовании.
Независимая группа исследователей также изучила GW Orion и его наклонные диски в исследовании, опубликованном в мае. Однако исследователи предполагают, что диск, возможно, был разорван отдельной существующей планетой, а не только звездным трио.
«Наше моделирование показывает, что только гравитационное притяжение тройных звезд не может объяснить наблюдаемое большое рассогласование», - говорит Нинке ван дер Марель, соавтор майского исследования, в пресс-релизе. «Мы думаем, что наличие планеты между этими кольцами необходимо, чтобы объяснить, почему диск был разорван».
Краус и его команда не исключают наличие планеты в качестве потенциальной причины: во внутреннем кольце системы достаточно пыли, чтобы построить 30 Земель, чего, по его словам, достаточно, чтобы сформировать планету внутри кольца. Он добавляет, что у планеты, сформированной в этой смещенной части сломанного диска, будет крайне необычная орбита.
«Здесь мы обнаруживаем, что несколько звезд могут перемещать материал из плоскости диска и переводить его на очень наклонные орбиты», - говорит Краус. «Это совершенно новый механизм формирования планет с большим разделением на смещенных орбитах; вы можете практически получить любую ориентацию орбиты с помощью такого механизма ».
Дальнейшие исследования должны будут точно определить, что происходит в системе каттивампуса. С появлением телескопов следующего поколения, таких как Extremely Large Telescope (ELT) Европейской южной обсерватории, запуск которых запланирован на 2025 год, охота за молодыми звездными системами с шаткими кольцами, такими как GW Orion, должна стать еще более захватывающей и увлекательной.