Планетообразующие диски эволюционируют удивительно схожим образом
В пределах 1000 световых лет от Земли планетообразующие диски и планетные системы эволюционируют сходным образом, заяили ученые в новом исследовании, 6 мая сообщает Phys.org.
Группа астрономов под руководством Серка ван Тервизги из Института астрономии Макса Планка проанализировала распределение массы более 870 планетообразующих дисков в облаке Ориона А. Они пришли к выводу, что вдали от суровых условий, таких как горячие звезды, снижение массы дисков зависит только от их возраста.
«До сих пор мы не знали наверняка, какие свойства доминируют в эволюции планетообразующих дисков вокруг молодых звезд, — сказал Серк ван Тервизга из Института астрономии Макса Планка. — Наши новые результаты теперь показывают, что в средах без какого-либо соответствующего внешнего воздействия наблюдаемая масса диска, доступная для формирования новых планет, зависит только от возраста системы звездного диска».
Масса диска является ключевым свойством при изучении эволюции планетообразующих дисков. Это количество определяет, сколько материала доступно для преобразования в планеты. В зависимости от возраста диска он также может дать представление об уже присутствующих там планетах.
Внешние эффекты, такие как облучение и ветры от близлежащих массивных звезд, очевидно, влияют на выживаемость диска. Однако такие среды встречаются редко, и эти процессы мало что раскрывают о самих дисках.
Чтобы разобраться, астрономы выбрали большую и хорошо известную область молодых звезд с дисками — облако Ориона. Она находится примерно в 1350 световых годах от Земли. «Орион А предоставил нам беспрецедентно большой объем выборки из более чем 870 дисков вокруг молодых звезд. Крайне важно было иметь возможность отслеживать небольшие изменения массы диска в зависимости от возраста и даже от локальной среды внутри облака», — объяснил Альваро Хаджар из Венского университета.
Образец происходит из более ранних наблюдений с помощью космического телескопа «Гершель», которые позволили идентифицировать диски. Объединение нескольких длин волн дало критерий для оценки их возраста. Поскольку все они принадлежат к одному и тому же облаку, астрономы ожидали незначительного влияния изменений химического состава и истории облаков. Они также избежали столкновения с массивными звездами в соседнем скоплении туманности Ориона (ONC), отбросив диски, расположенные ближе 13 световых лет.
Для измерения массы диска ученые использовали Атакамскую большую миллиметровую матрицу (ALMA), расположенную на плато Чайнантор в чилийской пустыне Атакама.
В целом, Орион А содержит планетообразующие диски, каждый из которых содержит пыль массой до нескольких сотен земных масс. Однако из 870 дисков только 20 содержат пыль, эквивалентную 100 земным или более. В целом, количество дисков быстро уменьшается с увеличением массы, причем большинство из них содержат менее 2,2 земных масс пыли.
В итоге, ученые обнаружили незначительные изменения в распределении массы диска в масштабах десятков световых лет в пределах Ориона А. Однако все они могут быть объяснены как возрастным эффектом, означающим, что в течение нескольких миллионов лет массы диска имеют тенденцию уменьшаться.
В пределах погрешности скопления планетообразующих дисков одного и того же возраста демонстрируют одинаковое распределение массы. По словам ученых, это неудивительно, что масса пыли в планетообразующих дисках со временем уменьшается.
Другими хорошо известными процессами являются миграция пыли к центру диска и испарение пыли под воздействием излучения звезды-хозяина.
