Астрономы, использующие космический телескоп НАСА «Хаббл», получили изображение самого большого из когда-либо наблюдавшихся протопланетного диска, вращающегося вокруг молодой звезды. Впервые в видимом свете «Хаббл» показал, что диск неожиданно хаотичен и турбулентен: сгустки вещества простираются гораздо дальше над и под диском, чем это наблюдалось в любой подобной системе. Странно, но более протяженные нити видны только с одной стороны диска.

Результаты исследований, опубликованные в журнале The Astrophysical Journal , знаменуют собой новую веху для телескопа «Хаббл» и проливают свет на то, как могут формироваться планеты в экстремальных условиях, поскольку миссии НАСА возглавляют исследование Вселенной человечеством и нашего места в ней.

Объект IRAS 23077+6707 , прозванный «Чивито Дракулы», расположен примерно в 1000 световых годах от Земли и простирается почти на 400 миллиардов миль — в 40 раз больше диаметра нашей Солнечной системы до внешней границы пояса Койпера.

Диск скрывает внутри себя молодую звезду, которая, по мнению ученых, может быть либо горячей массивной звездой, либо парой звезд. И этот огромный диск не только является самым большим из известных дисков, формирующих планеты, но и, судя по всему, одним из самых необычных.

«Уровень детализации, который мы наблюдаем, редко встречается на изображениях протопланетных дисков, и эти новые снимки, полученные с помощью телескопа «Хаббл», показывают, что питомники планет могут быть гораздо более активными и хаотичными, чем мы ожидали», — сказала ведущий автор исследования Кристина Монш из Центра астрофизики Гарвардского и Смитсоновского институтов (CfA).

«Мы наблюдаем этот диск почти с ребра, и его тонкие верхние слои и асимметричные особенности особенно поразительны. И телескоп Хаббл, и космический телескоп Джеймса Уэбба НАСА наблюдали подобные структуры в других дисках, но IRAS 23077+6707 предоставляет нам исключительную перспективу, позволяя проследить его субструктуры в видимом свете с беспрецедентной степенью детализации. Это делает систему уникальной новой лабораторией для изучения формирования планет и среды, в которой это происходит».

Прозвище «Чивито Дракулы» в шутку отражает происхождение исследователей — один из Трансильвании, а другой из Уругвая, где национальным блюдом является сэндвич под названием чивито. Диск, видимый сбоку, напоминает гамбургер, с темной центральной полосой, окруженной светящимися верхним и нижним слоями пыли и газа.

Загадочная асимметрия

Впечатляющая высота этих образований была не единственным, что привлекло внимание ученых. Новые изображения показали, что вертикально расположенные нитевидные структуры наблюдаются только с одной стороны диска, в то время как другая сторона, по-видимому, имеет острый край и не содержит видимых нитей.

Эта своеобразная, асимметричная структура предполагает, что диск формируется в результате динамических процессов, таких как недавнее выпадение пыли и газа или взаимодействие с окружающей средой.

«Мы были потрясены, увидев, насколько асимметричен этот диск», — сказал соавтор исследования Джошуа Беннетт Ловелл, также астроном из CfA.

«Хаббл предоставил нам возможность наблюдать за хаотическими процессами, формирующими диски и создающими новые планеты, — процессами, которые мы еще не до конца понимаем, но теперь можем изучать совершенно по-новому».

Все планетные системы формируются из газово-пылевых дисков, окружающих молодые звезды. Со временем газ аккрецирует на звезду, и из оставшегося вещества возникают планеты. IRAS 23077+6707 может представлять собой увеличенную версию нашей ранней Солнечной системы, масса диска которой оценивается в 10-30 раз больше массы Юпитера — достаточно материала для образования множества газовых гигантов.

Это, а также новые данные, делают данный случай исключительным для изучения зарождения планетных систем.

«Теоретически, в IRAS 23077+6707 могла бы находиться обширная планетная система», — сказал Монш.

«Хотя процессы формирования планет в таких массивных средах могут различаться, основные процессы, вероятно, схожи. Сейчас у нас больше вопросов, чем ответов, но эти новые изображения являются отправной точкой для понимания того, как планеты формируются с течением времени и в различных средах».