Протопланетный диск
Представьте, что вы хотите узнать размеры помещения, в котором нет ни единого источника света. Как это сделать? Самым простым способом будет просто закричать. В зависимости от того, через какой промежуток времени вы услышите эхо – вы сможете приблизительно судить о размерах помещения. Астрономы используют похожий принцип, чтобы изучать объекты, которые располагаются за плотными облаками газа и пыли, из-за чего они не могут быть обнаружены визуально. В частности, исследователи заинтересованы в расчете расстояния между молодыми звездами и внутренним краем их протопланетных дисков, поскольку эти диски газа и пыли являются местами, где на протяжении миллионов лет формируются планеты.
“Изучение протопланетных дисков может помочь нам понять некоторые тайны формирования экзопланет – планет, находящихся далеко за пределами нашей солнечной системы” сказал Хуан Мэнг (Huan Meng) сотрудник кафедры астрономии университета штата Аризона. “Мы хотим знать, как формируются планеты и почему мы находим массивные планеты известные как “горячий юпитер” очень близко к своим звездам” добавил он.
Мэнг является ведущим автором нового исследования, опубликованного в журнале Astrophysical Journal. Для определения расстояния от звезды до внутреннего края ее протопланетного диска в работе использовались данные космического телескопа Spitzer (НАСА), а также еще четырех наземных телескопов: телескопа Мейол на Китт-Пик (Национальная обсерватория Аризоны), телескопов SOAR и SMARTS (Чили) и телескопа Гарольда Л. Джонсона (Мексика). В новом исследовании ученые использовали так называемый метод фотореверберации, также известный как “легкие эхо-сигналы”. Для применения этого метода лучшими кандидатами являются переменные молодые звезды. Такой звездой стала YLW 16В, которая находится на расстоянии около 400 световых лет от Земли, а ее масса приблизительно равна массе Солнца, однако YLW 16В почти в пять раз моложе его.
В результате двух ночей наблюдений, исследователи обнаружили последовательные временные задержки в излучении звезды. Наземные обсерватории обнаружили это на более коротких длинах волн инфракрасной области, а Спитцер наблюдали за происходящим на более длинных волнах той же области. Из-за толстых межзвездных облаков, которые блокируют звезду, астрономы не могли использовать видимый свет для своих наблюдений.
Изучив наблюдаемые задержки, астрономы пришли к выводу, что расстояние между звездой и внутренним краем ее протопланетного диска не превышает 0,08 а.е., что составляет примерно 8 процентов от расстояния между Землей и Солнцем, или одну четверть диаметра орбиты Меркурия. Это значение оказалось немного меньше, чем давали предыдущие оценки с применением косвенных методов, но оно отлично согласуется с теоретическими расчетами.
До сих пор астрономы использовали метод интерферометрии для определения положения внутреннего края протопланетных дисков, однако этот метод требует знания формы диска, в результате чего его применение приводит к неоднозначным выводам.
“Наша новая методика обеспечивает полностью независимое измерение расстояний, и она сыграет не последнюю роль в изучении протопланетных дисков в будущем” подчеркнул Мэнг.