Астрономы смогли обнаружить явное присутствие области формирования луны вокруг экзопланеты — планеты за пределами нашей Солнечной системы. Новые наблюдения, опубликованные недавно в The Astrophysical Journal Letters, могут пролить свет на то, как формируются луны и планеты в молодых звездных системах.
Обнаруженная область известна как околопланетный диск, кольцевая область, окружающая планету, где могут формироваться луны и другие спутники. Наблюдаемый диск окружает экзопланету PDS 70c, одну из двух гигантских планет, похожих на Юпитер, вращающихся вокруг звезды на расстоянии около 400 световых лет от нас. Астрономы и раньше находили намеки на "формирующий луну" диск вокруг этой экзопланеты, но поскольку они не могли четко отличить диск от окружающей его среды, они не смогли подтвердить его обнаружение — до сих пор.
С помощью ALMA Бенисти и его команда обнаружили, что диаметр диска сопоставим с расстоянием от Солнца до Земли и имеет достаточную массу, чтобы сформировать до трех спутников размером с Луну. Результаты являются ключом к выяснению того, как возникают луны.
Планеты образуют пыльные диски вокруг молодых звезд, образуя полости по мере того, как они поглощают материал из этого околозвездного диска для роста. В этом процессе планета может обзавестись собственным околопланетным диском, который способствует росту планеты, регулируя количество падающего на нее материала. В то же время газ и пыль в околопланетном диске могут объединяться в все более крупные тела в результате множественных столкновений, что в конечном итоге приводит к рождению лун. Но астрономы еще не до конца понимают детали этих процессов.
К настоящему времени было обнаружено более 4000 экзопланет, но все они были обнаружены в зрелых системах. PDS 70b и PDS 70c, которые образуют систему, напоминающую пару Юпитер-Сатурн, являются единственными обнаруженными на данный момент двумя экзопланетами, которые все еще находятся в процессе формирования.
PDS 70b и PDS 70c, две планеты, составляющие систему, были впервые обнаружены с помощью Очень большого телескопа ESO (VLT) в 2018 и 2019 годах соответственно, и их уникальная природа означает, что с тех пор их много раз наблюдали с помощью других телескопов и инструментов.
Эти последние наблюдения ALMA с высоким разрешением позволили астрономам получить более полное представление о системе. Помимо подтверждения обнаружения околопланетного диска вокруг PDS 70c и изучения его размера и массы, они обнаружили, что PDS 70b не показывает четких доказательств наличия такого диска, что указывает на то, что PDS 70c не содержал пылевого материала из окружающей среды.
Еще более глубокое понимание планетной системы будет достигнуто с помощью чрезвычайно большого телескопа ESO (ELT), который в настоящее время строится на Серро-Армазонес в чилийской пустыне Атакама. В частности, используя средне-инфракрасный сканер ELT и спектрограф ELT (METIS), команда сможет наблюдать за движением газа вокруг PDS 70c, чтобы получить полное трехмерное изображение системы.