воскресенье, 4 мая 2008 г.

Телескоп "Субару" сфотографировал диск самой легкой звезды

Группе японских ученых* удалось сфотографировать околозвездный диск вокруг молодой звезды FN Tau (в созвездии Тельца), масса которой в 10 раз меньше массы Солнца. Фотография была получена с помощью коронографа с адаптивной оптикой телескопа "Субару".

Планеты рождаются из диска пыли и газа, окружающего молодую звезду. Такой диск называют протопланетным, и он естественным образом появляется и развивается вместе со звездой наподобие Солнца**. Считается, что внутри диска из пыли формируются протопланеты, которые, сталкиваясь между собой, образуют планеты. Другими словами, чтобы понять процесс формирования планет, необходимо изучить околозвездные диски молодых звезд. Рождение планет является одной из самых важных проблем в астрономии, поэтому исследование структур вокруг молодых звезд с возрастом 100 тыс - 1 млн лет издавна проводится очень интенсивно.

Протопланетные диски невелики и относительно темны по сравнению со звездами, поэтому, хотя техника их наблюдения и прогрессировала в последние годы, случаев, когда их удалось сфотографировать, очень мало. На данный момент известны всего два околозвездного диска вокруг молодых звезд, похожих на Солнце. Опять же, "Субару", занимающийся поиском протопланетных дисков, до этого следил за относительно легкими для наблюдения звездами, которые тяжелее Солнца***. Напротив, диск вокруг молодой легкой звезды с массой, меньше половины массы Солнца, ни разу не был сфотографирован. Поэтому очень важно сфотографировать диск вокруг как можно более легкой звезды.

Группа, состоящая из ученых Университета передовых исследований (Sokendai), Национальной астрономической обсерватории (отдел поиска экзопланет Гавайской обсерватории), с помощью инфракрасного коронографа CIAO с адаптивной оптикой**** выполнила наблюдения молодой звезды возрастом 100 000 лет под названием FN Tau (созвездие Тельца) и получила снимок ее протопланетного диска.

FN Tau находится на расстоянии 460 световых лет от Земли в районе, где происходит интенсивное образование новых звезд. Это легкая звезда массой в одну десятую массы Солнца. Впервые сфотографирован диск вокруг звезды, меньшей половины массы Солнца. Самая легкая из звезд, возле которой до этого был сфотографирован диск, TW Hya в созвездии Гидры, в семь раз тяжелее.

Обнаруженный диск оказался почти круглой формы, что значит, что его удалось сфотографировать практически "сверху". Его радиус в 260 раз больше, чем расстояние от Земли до Солнца, то есть примерно такой, как и у обнаруженных до сих пор других околозвездных дисков. В его струкруте также не было замечено ничего необычного. С другой стороны, его массу оценивают в 6% от массы звезды, то есть это самый легкий из обнаруженных до сих пор дисков. Иными словами, диск вокруг FN Tau - это самый легкий сфотографированный протопланетный диск вокруг самой легкой звезды.

Планеты делятся на два класса: относительно небольшие планеты земного типа и планеты-гиганты, имеющие в несколько сотен раз большую массу. В Солнечной системе есть планеты обоих типов, но считается, что в легком диске вокруг FN Tau могут образоваться только маленькие землеподобные планеты. Это становится понятно, если оценить, какие планеты могут существовать на расстоянии 30 а.е.***** (размеры Солнечной системы), исходя из оцененной благодаря наблюдениям массы диска и теории формирования планет. Это не противоречит тому, что в диске FN Tau не обнаружено планетоподобных небесных тел.

Из открытых до сих пор 270 экзопланет (все они найдены непрямым методом - путем измерения колебаний в лучевой скорости главной звезды) большинство является планетами-гигантами вроде Юпитера, даже самая маленькая из них в 5 раз больше по массе, чем Земля. Иными словами, планету, которую можно было бы назвать по настоящему планетой земного типа, пока не обнаружили. Поэтому найти землеподобную планету вокруг такой легкой звезды - неотложная задача в области исследований экзопланет.

Отдел по изучению экстрасолнечных планет и ученые проекта "Субару" разрабатывают прибор, который сможет рассмотреть диск FN Tau еще раз более детально, - новый коронограф под названием HiCIAO. Если соединить его с системой адаптивной оптики нового поколения, то, возможно, удастся получить информацию о детальной структуре диска и о размерах и составе его пыли. Кроме того, этот диск, вероятно, станет одним из наиболее важных объектов исследований для изучения процесса рождения звезд, когда Национальная астрономическая обсерватория начнет исследования, используя строящийся в данный большой милли- и субмилливолновой интерферометр Атакама (ALMA) и находящийся в разработке гигантский телескоп нового поколения.

Результаты даного исследования были опубликованы в "Астрономическом журнале" за 20 января 2008 года, том 673, стр. L67.

*Примечание 1: В группу вошли ученые из Университета передовых исследований (Sokendai), Национальнаой астрономической обсерватории Японии (Отдел поиска экзопланет, Гавайскя обсерватория), Института космических исследования и аэронавтики, Японского национального аэрокосмического агенства (JAXA), Университета Нагоя, Университета Кобэ, Университета Ибараки. Это исследование проводилось при поддержке гранта "Grants-In-Aid for Scientific Research on Priority Areas" программы "Развитие науки экстрасолнечных планет" от Министерства образования, культуры, спорта, науки и технологии.

**Примечание 2: Схему эволюции вещества вокруг звезды, похожей на Солнце, можно посмотреть по адресу:
http://www.naoj.org/Pressrelease/2004/04/18/j_index.html

***Примечание 3: Предыдущие наблюдения "Субару" показали, что в дисках тяжелых звезд существуют разнообразные структуры, такие как спирали и находящиеся друг против друга арки ("банановые щели").
Обнаруженный "Субару" спиральный диск:
http://www.naoj.org/Pressrelease/2004/04/18/j_index.html
Обнаруженный "Субару" "банановый" диск:
http://www.naoj.org/Pressrelease/2006/06/27/j_index.html

****Примечание 4:
О CIAO телескопа "Субару":
http://www.naoj.org/Observing/Instruments/CIAO/index.html
Об адаптивной оптике телескопа "Субару":
http://www.naoj.org/Observing/Instruments/AO/index.html

*****Примечание 5: Среднее расстояние между Землей и Солнцем (примерно 150 млн. км) называют 1 астрономической единицей (а.е.).

Источник:
Subaru Telescope (NAOJ)

Комментариев нет: