Новый метод обнаружения экзопланет: наблюдения за околозвездными дисками
Недавнее исследование показало, что, используя данные ALMA об околозвездных дисках молодых звезд, можно обнаружить экзопланеты.
Методы транзита и радиальной скорости являются наиболее эффективными методами определения экзопланет. Благодаря им число открытых на сегодняшний день миров за пределами Солнечной системы превысило 5 000. Однако, хотя это число и велико, оно представляет собой небольшую величину по сравнению с зоопарком таких объектов, которые, как ожидается, будут обнаружены во Вселенной. Для расширения поиска и более глубокого понимания формирования этих тел необходимы различные технологии и новые методы поиска.
В недавнем исследовании использовалась информация, собранная радиоинтерферометром ALMA об околозвездных дисках, окружающих молодые звезды, для выявления экзопланет. Этот метод может представлять собой новую технику для определения этих объектов, которые можно наблюдать на чрезвычайно важной стадии их формирования.
Внутри околозвездных дисков
Звезда на ранних стадиях своей эволюции окружена диском из пыли и газа. В этой структуре, благодаря гравитации звезды и нестабильности диска, начинается формирование планет.
Благодаря радиоинтерферометру ALMA в Чили было обнаружено несколько околозвездных дисков вокруг очень молодых звезд. Полученные изображения показывают наличие отверстий и полос внутри этих структур. Их причины могут быть самыми разными, например, образование экзопланет или влияние турбулентности и гравитационных резонансов внутри диска.
Разрешение ALMA не позволяет напрямую наблюдать наличие планеты, но другие признаки в структуре диска могут стать ключом к открытию. Гигантская планета, уже находящаяся на ранних стадиях аккреции, может гравитационно воздействовать на пыль и газ, окружающие ее орбиту.
Гравитационное влияние экзопланеты
Нельзя исключать, что в планетарной системе, формирующейся вокруг звезды, отличной от Солнца, происходит нечто подобное тому, что происходит в нашей Солнечной системе. Одним из примеров является Юпитер, который проявляет свое гравитационное влияние на малые тела двумя различными способами:
- Щели Кирквуда характеризуют распределение астероидов в главном поясе. Это настоящие провалы в количестве астероидов на орбитах, находящихся в орбитальном резонансе с Юпитером.
- Троянские астероиды, скопления мелких тел, застрявших в точках Лагранжа орбиты Юпитера. Они расположены на 60 градусов до и после Юпитера, и их существование обусловлено взаимодействием гравитационных сил, оказываемых Юпитером и Солнцем друг на друга.
Массивная экзопланета может оказывать столь же значительное влияние на свое окружение. Эти взаимодействия можно наблюдать, например, в околозвездном диске.
Планета LkCA 15
Исследовательская группа, предложившая такой подход, изучала звезду LkCA 15 и структуру газа и пыли вокруг нее. Целью было выявить следы гравитационного взаимодействия между возможной планетой и ее звездой. Взаимодействие, подобное присутствию троянских астероидов на орбите Юпитера.
Присмотревшись к диску, исследователи обнаружили два очень тусклых скопления пыли. Они совершают одну и ту же орбиту, разделенную углом 120 градусов. Их характеристики предполагают размещение газа и пыли в двух точках Лагранжа молодой планеты. Последний должен был сформироваться очень быстро, достигнув размеров Нептуна или Сатурна за два миллиона лет. Поэтому казалось бы, что гравитационное взаимодействие массивной планеты начинается с самых ранних стадий ее образования.
Результат показывает, что эта техника может стать чрезвычайно важным инструментом расследования. Теперь астрономы будут искать другие планеты, вращающиеся вокруг молодых звезд, используя тот же метод, чтобы помочь пополнить Вселенную новыми мирами, которые только ждут своего открытия.