Канадские астрономы сделали значительный шаг в понимании процесса формирования планет, используя космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST). Исследователи изучили молодую звезду PDS 70, находящуюся на расстоянии 370 световых лет от Земли, вокруг которой вращаются две формирующиеся планеты. Эта система предоставляет учёным редкую возможность наблюдать за ранними стадиями развития планет.

PDS 70 – молодая звезда возрастом около 5 миллионов лет, что делает её «новорождённой» по сравнению с нашим 4,6-миллиардным Солнцем. Вокруг неё расположен диск из газа и пыли, с большим разрывом в центре, где формируются две планеты – PDS 70 b и PDS 70 c.

Исследование возглавила аспирантка Университета Виктории Дори Блейкли вместе с международной командой учёных. Они применили инновационный подход, используя инструменты JWST, чтобы раскрыть детали о планетах и окружающем их диске из газа и пыли.

Многоволновое изображение системы PDS 70 демонстрирует динамическое взаимодействие между формирующимися планетами (PDS 70 b и c) и их окружением. Источник: University of Victoria

«Мы наблюдаем за ранними стадиями роста планет, видим, как они конкурируют за выживание в своём космическом питомнике. Удивительно то, что мы можем видеть не только планеты, но и сам процесс их формирования – они соревнуются со своей звездой и друг с другом за газ и пыль, необходимые для роста», – говорит Дори Блейкли.

Для получения чёткого изображения планет и диска команда использовала ближний инфракрасный датчик и спектрограф NIRISS JWST в режиме апертурной маскирующей интерферометрии (AMI). Этот метод позволил «приглушить» яркий свет молодой звезды и увидеть детали окружающего её пространства.

Наблюдения JWST подтвердили наличие двух гигантских планет, всё ещё находящихся в процессе формирования. Исследователи измерили излучение планет в среднем инфракрасном диапазоне и определили, что обе планеты, по-видимому, накапливают газ – критическая фаза в их развитии.

Наблюдения предоставляют прямые доказательства того, что планеты всё ещё растут и конкурируют со своей звездой за материал в диске. Это подтверждает идею о том, что планеты формируются путём аккреции, притягивая массу из окружающего газа и пыли. Такой редкий снимок планет во время их роста может помочь учёным понять, как могли сформироваться планеты, подобные Юпитеру и Сатурну в нашей Солнечной системе.

Данные также указывают на возможное наличие у планет колец из материала околопланетных дисков. Эти диски могут быть местом формирования спутников – подобно тем, что вращаются вокруг Юпитера и Сатурна сегодня.

Дополнительным открытием стало обнаружение слабого источника в разрыве протопланетного диска. Хотя природа этого излучения неясна, оно может представлять собой структуру, подобную спиральному рукаву из газа и пыли, или даже третью планету, также формирующуюся в системе.

Открытия в системе PDS 70 дают астрономам более чёткое представление о том, как планеты и звёзды формируются и эволюционируют вместе. Наблюдая за ростом этих планет и их взаимодействием с окружающей средой, учёные узнают, как возникают планетарные системы, подобные нашей.

Подробнее на iXBT