Астрономы предполагают, что когда наше Солнце было еще молодым, оно было окружено диском из пыли и газа, из которого в конечном итоге образовались планеты. Далее теоретизируется, что большинство звезд в нашей Вселенной изначально окружены таким образом «протопланетным диском», и что примерно в 30% случаев эти диски станут планетой или системой планет.
Обычно считается, что эти диски вращаются вокруг экваториальной полосы (или эклиптики) звезды или системы звезд. Однако новое исследование, проведенное международной группой ученых, обнаружило первый пример двойной системы звезд, где ориентация была изменена, и теперь диск вращается вокруг звезд вокруг их полюсов (перпендикулярно эклиптике).
Ради их исследования, которое недавно было опубликовано в научном журнале Природакоманда использовала массив Atacama Large Millimeter / sub-миллиметровый массив (ALMA) для получения изображений с высоким разрешением HD 98800, четырехзвездочной звездной системы на расстоянии около 146,4 световых лет от Земли. В этой системе они обнаружили внутреннюю двоичную пару (HD 98800BaBb) двух похожих на Солнце звезд, окруженных диском размером с пояс астероидов.
Это открытие подтверждает то, что раньше было просто теорией для астрономов, которая заключалась в том, что некоторые диски из мусора могли иметь полярную конфигурацию. Как доктор Грант М. Кеннеди, научный сотрудник Университета Королевского общества из Университета Уорика и ведущий автор исследования, сказал в пресс-релизе Уорика:
«Диски, богатые газом и пылью, видны вокруг почти всех молодых звезд, и мы знаем, что по крайней мере треть из них, вращающихся вокруг одиночных звезд, образуют планеты. Некоторые из этих планет в конечном итоге смещены относительно вращения звезды, поэтому мы задались вопросом, возможно ли подобное сделать для околоземных планет. Причуда динамики означает, что так называемое полярное смещение должно быть возможным, но до сих пор у нас не было доказательств смещения дисков, в которых эти планеты могут образоваться ».
Несмотря на то, что их трудно наблюдать с использованием обычной оптики, диски для мусора относительно легко изучать на радиоволнах и в длинноволновой части инфракрасной области (то есть на миллиметрах и субмиллитрах), поскольку все излучение они поглощают от своих родительских звезд. Доктор Кеннеди и его коллеги-исследователи полагались на известную способность ALMA изучать объекты на этих длинах волн, чтобы определить ориентацию протопланетного диска циркуляции HD 98800BaBb.
Орбита двойного была уже известна благодаря предыдущему исследованию, которое определило, как звезды вращаются по отношению друг к другу. Комбинируя это с данными, полученными ALMA, доктор Кеннеди и его команда смогли установить, что ориентация диска для мусора соответствовала идеально полярной орбите. Это означало, что пока две звезды вращаются вокруг друг друга в одной плоскости, диск вращается вокруг плоскости, перпендикулярной им.
По словам доктора Кеннеди, наиболее интересным аспектом этой находки является то, что она демонстрирует, что планеты могут образовываться в радикально иных условиях, чем те, с которыми мы знакомы. Как он выразился:
«Пожалуй, самая захватывающая вещь в этом открытии состоит в том, что диск показывает некоторые из тех же сигнатур, которые мы приписываем росту пыли на дисках вокруг одиночных звезд. Мы понимаем, что формирование планет может, по крайней мере, начаться в этих полярных циркумбинальных дисках. Если весь процесс формирования планет может произойти, возможно, существует целая популяция смещенных круговых планет, которые нам еще предстоит обнаружить, и такие вещи, как странные сезонные вариации ».
«Странно», безусловно, точное описание! Представьте себе, если хотите, планеты, на которых ночью появляется яркое кольцо, простирающееся от нижней части горизонта и простирающееся над головой. Суточный цикл также будет очень разным, поскольку две звезды движутся по небу как вертикально, так и горизонтально в течение года. И в определенные времена года будет видна только одна звезда, когда они вращаются вокруг друг друга.
Полярная конфигурация также будет означать некоторые необычные сезонные колебания, когда разные широты будут получать больше или меньше освещения в течение всего периода обращения планеты. В сочетании с собственным вращением планеты температура и условия дневного света будут значительно различаться вокруг экватора. В зависимости от орбитального периода полярные регионы могут испытывать лето и зиму в течение нескольких лет.
Это последнее открытие указывает на то, что в дополнение к экзотическим композициям и средам, солнечные планеты могут также испытывать экзотические орбиты. Даниэль Прайс, доцент и член ARC Future в Центре астрофизики Монаш (MoCA) и соавтор статьи, объяснил:
«Раньше мы думали, что другие солнечные системы будут образовываться так же, как наша, с планетами, вращающимися вокруг одного Солнца в одном направлении. Но с новыми изображениями мы видим закрученный диск из газа и пыли, вращающийся вокруг двух звезд. Было также удивительно обнаружить, что этот диск вращается под прямым углом к орбите двух звезд. Невероятно, но еще две звезды были замечены вокруг этого диска. Так что, если бы здесь родились планеты, в небе было бы четыре солнца! »
Помимо того, что это первое научное исследование, подтверждающее предсказания астрономов, это последнее открытие может также многое рассказать о том, как планеты могут образовываться в других солнечных системах. Поскольку орбитальный и суточный циклы являются основным фактором, когда речь заходит о жизни на Земле, возможно, эти системы и другие подобные им могут также научить нас тому, как жизнь может возникать на других планетах.
