DigitalArtSpace

Астрономы поделились результатами наиболее подробных миллиметровых наблюдений юной планетной системы WISPIT 2, полученных благодаря радиоинтерферометру ALMA. Исследование было направлено на выявление излучения от потенциального околопланетного диска и составление карты распределения пыли. Ключевым результатом стало неожиданное открытие: между протопланетой WISPIT 2b, расположенной на удалении 57 астрономических единиц от звезды, и внутренним краем внешнего пылевого кольца, находящегося на расстоянии 144,4 а. е., существует значительный разрыв, который не поддается объяснению посредством её гравитационного влияния.

Система WISPIT 2 получила известность благодаря обнаружению в ней протопланеты, излучающей в инфракрасном и H-альфа диапазонах. WISPIT 2b вращается вокруг звезды, масса которой приблизительно равна 1,08 массы Солнца, проявляет признаки активной аккреции и обладает массой около пяти масс Юпитера. Протопланета расположена в промежутке между пылевыми образованиями.

Наблюдения осуществлялись с использованием телескопа ALMA на длине волны 0,88 миллиметра, что позволило достичь углового разрешения примерно 25×17 миллисекунд дуги, эквивалентного линейному разрешению 3,3×2,2 астрономической единицы. Общая продолжительность наблюдений составила 125 минут, а среднеквадратичный уровень шума был около 16,6 µJy (микроян, единица измерения спектральной плотности потока излучения, широко применяемая в радиоастрономии для оценки интенсивности электромагнитного излучения от небесных объектов). Однако использование исключительно длинных баз привело к пространственной фильтрации, возникновению артефактов, проявляющихся в виде северо-южного направления, и затруднило эффективную самокалибровку. Дополнительные наблюдения со средними и короткими базами запланированы к лету 2026 года.

В миллиметровом диапазоне система проявляет лаконичную структуру: выявлено лишь одно узкое пылевое кольцо, что существенно контрастирует со сложной картиной, наблюдаемой в рассеянном свете. Определенный радиус кольца равен 144,4 астрономической единицы, а его ширина составляет 7,2 астрономической единицы. Наклон диска приблизительно равен 45,7°, а позиционный угол – около 178,6°, что находится в хорошем соответствии с инфракрасными измерениями.

При изучении оставшихся изображений были замечены незначительные структурированные артефакты, что говорит о недостаточности базовой модели. Однако, ключевое заключение остаётся достоверным: крупные частицы пыли миллиметрового размера расположены только во внешнем кольце. Это подтверждает эффективный радиальный захват пыли — механизм, при котором частицы скапливаются в зоне наибольшего давления газа и прекращают перемещение в направлении звезды.

Излучение от потенциального околопланетного диска вокруг WISPIT 2b не было зафиксировано. Более детальный анализ наблюдений показал, что для уверенного обнаружения источника необходим поток не менее 45 микроджолей на уровне 3σ и 75 микроджолей на уровне 5σ. Применив предел в 75 микроджолей, авторы выявили ограничения на характеристики диска: если диском можно пренебречь как оптически тонким, то масса миллиметровой пыли не превышает 0,009 массы Земли при температуре около 26 Кельвинов, а в случае оптической толщины радиус диска не может быть больше 0,62 астрономических единиц. Это свидетельствует об отсутствии значительного плотного околопланетного диска.

Основная трудность системы заключается в значительном расстоянии между планетой и кольцом, которое составляет почти 90 астрономических единиц. Согласно современным гидродинамическим моделям, планета с массой, приблизительно равной 5 массам Юпитера, не может сформировать такой разрыв, и WISPIT 2b выглядит как выброс на соответствующих диаграммах. Авторы предлагают четыре возможных объяснения: присутствие второй планеты в окрестностях 130 астрономических единиц, эксцентрическая орбита WISPIT 2b, недооценка её массы до 10–15 масс Юпитера или неполнота применяемых моделей. Предполагаемая масса около 15 масс Юпитера могла бы согласовать некоторые существующие модели и наблюдения, датированные 2013 годом, однако это противоречит инфракрасной фотометрии и требует сценария «холодного старта» или интенсивного поглощения.

В представленной работе демонстрируется, что система WISPIT 2 характеризуется одной из самых больших известных миллиметровых полостей в протопланетных дисках. Отсутствие выраженного околопланетного диска и несоответствие между массой планеты и структурой диска свидетельствуют о сложной динамике формирования системы. При условии достоверности текущих оценок массы WISPIT 2b, наиболее вероятным представляется наличие второй, менее массивной планеты. Для проверки этих гипотез и выяснения механизмов формирования этой аномальной планетной системы необходимы будущие наблюдения за кинематикой газа и детальное гидродинамическое моделирование.

Похожие статьи

Новый алгоритм Дарвина-Гёделя учит искусственный интеллект самостоятельно программировать.

В США производят эффективные процессоры: тайванские чипы TSMC возвращаются на родину для завершения производства.

В продаже — новая Lada Granta с увеличенным дорожным просветом

Новые модели Kia могут появиться на российском рынке.

Недорогой аналог Toyota Camry с пробегом более 2000 км завоевал популярность

Рамный внедорожник BAW 212 T01 с мощным двигателем: «Китайский УАЗ» с комфортом.