В системе из трех звезд зафиксировано разрушение протопланетного диска

Астрономы впервые получили прямое наблюдательное доказательство разрушения протопланетного диска группой его родительских звезд, в результате которого он деформировался и в нем появились наклонные кольцевые структуры. Именно в такой среде, вероятно, формируются экзотические планеты, напоминающие Татуин из киноэпопеи «Звездные войны». Снимки удивительной системы и выводы ученых представлены в журнале Science.

«Полученные изображения показывают, что перед нами экстремальный случай расположенного вблизи тройки центральных звезд протопланетного диска: он совершенно не плоский, а изогнутый и содержит оторванное от него кольцо со смещенным центром», – рассказывает Стефан Краус, ведущий автор исследования из Эксетерского университета (Великобритания).

Наша Солнечная система отличается высокой степенью уплощенности – все планеты обращаются вокруг звезды примерно в одной плоскости. Но бывает и совсем иначе, в особенности в протопланетных дисках у кратных звезд. Именно таким и является объект исследования: кратная система GW Ori, расположенная на расстоянии более 1,3 тысячи световых лет от нас в направлении созвездия Орион. Она состоит из трех светил и деформированного, разорванного на части, диска вокруг них.

Наблюдения за системой продолжались более 11 лет, в ходе которых астрономы подробно исследовали движение всех трех входящих в систему звезд в процессе их гравитационного «танца» и вычислили орбиты всех компонентов, а также смогли получить изображение внутреннего кольца и подтвердить его эксцентричность.

«Мы обнаружили, что эти три звезды не обращаются в одной плоскости. Их орбиты смещены друг относительно друга и относительно диска», – пояснила Элисон Янг соавтор исследований из Эксетерского университета.

Затем исследовательская группа дополнила свои всесторонние наблюдения компьютерным моделированием, чтобы окончательно разобраться с тем, что произошло в системе GW Ori. В результате астрономам впервые удалось уверенно связать наблюдаемые отклонения от концентричности с теоретическим «эффектом разрыва диска», который состоит в том, что соперничающие друг с другом гравитационные силы звезд, действующие в различных плоскостях, могут искривить и разорвать протопланетный диск в системе.

«Компьютерное моделирование показало, что рассогласование орбит трех звезд системы могло привести к разделению диска вокруг них на отдельные дисковые фрагменты. Именно такая картина и предстает из наблюдений. Форма внутреннего кольца также соответствует предсказаниям, которые можно сделать на основе выполненного численного моделирования процесса разрыва диска», – пояснили авторы исследования.

Будущие наблюдения должны помочь астрономам полностью объяснить природу GW Ori и, возможно, даже найти молодые миры, формирующиеся в этой тройной системе.

«Любые планеты, которые сформируются в этом смещенном пылевом кольце, будут обращаться вокруг центральных звезд по сильно наклоненным орбитам. Мы можем предсказать, что в ходе будущих наблюдательных кампаний по получению изображений экзопланет будет открыто много миров с большим наклонением орбит, далеко отстоящих от материнских звезд, которые пока ускользают от наших инструментов», – заключил Александр Креплин, соавтор исследования из Эксетерского университета.