Галька на орбите Нептуна: как простые камешки приводят к созданию газовых гигантов

Исследователи наконец получили подтверждение одной из теорий формирования планет, согласно которой маленькие камешки из гальки слипаются, образуя каменистые ядра, из которых позже возникают планеты, как, например, газовые гиганты, такие как Юпитер.

Это открытие было сделано благодаря наблюдениям с использованием радиотелескопа e-MERLIN в Великобритании, который обнаружил в протопланетных дисках двух молодых звезд молекулярного облака Тельца гальку размером с сантиметр.

Молекулярное облако в Тельце, расположенное примерно в 430 световых годах от Земли, является одной из ближайших областей звездообразования. Протопланетные диски, окружавшие молодые звезды, образуются из газа и пыли, которые затем конденсируются в планеты.

Одной из популярных моделей формирования планет является аккреция гальки, которая предполагает, что молекулярная пыль сначала застывает и конденсируется в мелкие камешки размером с сантиметр. Эти камешки затем быстро слипаются и образуют более крупные тела, которые могут иметь достаточно большую гравитацию, чтобы захватить газ из окружающего диска и стать газовыми гигантами.

Хотя существование этих камешков теоретически было доказано, до сих пор не удавалось наблюдать их непосредственно. Используя радиоинтерферометр e-MERLIN, который способен различать радиоволны длиной около 4 см, исследователи смогли наблюдать холодные сантиметровые частицы в протопланетных дисках, например, в дисках звезд DG Tau и HL Tau в молекулярном облаке Тельца.

"Эти наблюдения показывают, что диски вокруг молодых звезд, такие как DG Tau и HL Tau, уже содержат материал, который может формировать планеты", — сказала Кэти Хестерли из обсерватории Square Kilometer Array (SKA).

По её словам, это открытие подтверждает существование планетообразующих частиц, которые простираются до орбит, похожих на орбиту Нептуна.

Наблюдения были проведены в рамках исследования PEBBLeS (Planet Earth Building Blocks), возглавляемого Джейн Гривз из Кардиффского университета. Теперь астрономы могут более точно изучать, где в этих дисках скапливаются твердые материалы, что поможет лучше понять ранние стадии формирования планет.

Открытие также ставит новый вызов для исследований, так как слипание этих частиц усложняет дальнейшее наблюдение их образования. "Как только частицы слипаются и начинают формировать более крупные тела, их сложнее увидеть", — отметила Анита Ричардс из обсерватории Jodrell Bank.

Однако, как утверждает Хестерли, с введением в эксплуатацию Square Kilometer Array (SKA) исследования достигнут нового уровня. SKA, который начнет свою научную деятельность в 2031 году, будет способен изучить сотни планетных систем, что поможет ученым более подробно понять процессы формирования планет в протопланетных дисках.