Планета с массой примерно 4 массы Земли обнаружена в протопланетном диске Гидры

Анализ архивных данных с ALMA показал наличие шокированного газа в протопланетном диске

Ученые из Национальной астрономической обсерватории Японии обнаружили признаки формирования планеты у молодой звезды TW Гидры, находящейся на расстоянии менее 200 световых лет от Земли. Анализ архивных данных с Атакамской большой миллиметровой/субмиллиметровой решетки (ALMA) показал наличие шокированного газа в протопланетном диске, окружающем звезду, что намекает на присутствие планеты с массой примерно 4 массы Земли. Буквы «TW» в начале названия «TW Гидры» обозначают аббревиатуру, используемую в астрономии для обозначения переменных звёзд. 

Формирование планет — один из наиболее загадочных процессов в астрономии. Планеты формируются в дисках, окружающих молодые звёзды, но детали этого процесса остаются неясными из-за наличия пыльного газа, скрывающего их. Считается, что массивные газовые планеты, такие как Юпитер и Сатурн, формируются путем аккреции газа на каменистые ядра, которые постепенно прорезают полосы в диске.

«Мы знаем, что планеты формируются в дисках, но мы не знаем, как именно это происходит. Мы хотим знать, как планеты собирают газ и пыль, и как они взаимодействуют с окружающей средой», — сказал Томохиро Ёсида, один из авторов исследования.

Чтобы определить, происходит ли аккреция в протопланетном диске, учёные ищут признаки истечения газа, которые могут образовываться при взаимодействии растущей планеты с окружающей средой. Когда истечение газа бьёт в свое окружение, образуются ударные волны, вызывающие образование молекул, таких как оксид серы (SO). Это дает исследователям возможность обнаружить скрытую планету по излучению от этих молекул.

Одним из лучших мест для поиска признаков формирования планет является протопланетный диск TW Гидры, звезды возрастом 8 миллионов лет. Ранее исследователи обнаружили два «пробела» в этом диске, на 26 а. е. и 42 а. е., которые можно было бы объяснить двумя планетами с массой примерно 4 земных. Кроме того, сгусток излучения на 52 а. е. намекал на присутствие околопланетного диска, питающего газом растущую планету.

«TW Гидра — одна из ближайших к нам молодых звёзд, и её протопланетный диск очень хорошо изучен. Мы знаем, что в этом диске есть две планеты, но мы не знаем, где они находятся и как они взаимодействуют с окружающей средой», — добавил Ёсида.

Томохиро Ёсида и его коллеги проанализировали архивные данные с ALMA и обнаружили дугу излучения молекул SO, исходящую из зазора в 42 а.е. от звезды — именно там, где предположительно находится планета. Моделирование баллистического истечения показало, что истечение SO можно объяснить растущей планетой с массой в 4 массы Земли.

Имея доказательства оттоков, команда Йошиды планирует продолжить поиск, проводя дальнейшие наблюдения, чтобы найти доказательства оттока в излучении других перспективных молекул, таких как моносульфид кремния. Это открытие укрепляет ещё одну линию доказательств присутствия планеты в промежутке 42 а.е. TW Гидры и открывает новые возможности для изучения формирования планет.