Астрономы научились определять массу планет по кольцам в газопылевом диске
Международный коллектив планетологов разработал подход, позволяющий точно определять массу формирующихся и недавно возникших экзопланет по плотности и распределению материи внутри колец в окружающем их газопылевом диске.
Данный метод был успешно использован для определения массы планет в звездной системе PDS 70, сообщила пресс-служба британского Уорикского университета.
"Яркие кольца в протопланетных дисках являются не просто красивыми элементами этих структур, но и фактическими "отпечатками пальцев" породивших их планет. Нам удалось создать подход, который позволяет реконструировать массу формирующихся планет, заставивших пыль и газ сконцентрироваться внутри этих колец, даже если планеты нельзя увидеть напрямую", - сообщила планетолог из Уорикского университета Амина Фаруки, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Как отмечает Фаруки и ее коллеги, за последние два десятилетия планетологи открыли десятки молодых звездных систем, окруженных газопылевыми дисками, внутри которых формируются планеты. Процесс формирования экзопланет порождает серию ярких и темных колец внутри этих дисков, а также другие структуры, которые возникают в результате сложных гравитационных взаимодействий между частицами в диске и "зародышами" небесных тел.
В теории массу зарождающихся планет можно определить, замеряя скорость движения частиц в дисках, их размеры и другие свойства при помощи сверхчувствительных микроволновых телескопов. Однако на практике этому мешала сложная структура колец и непрозрачность газопылевых дисков. Для решения этой проблемы Фаруки и ее коллеги разработали компьютерную модель, которая позволяет максимально детально просчитывать взаимодействия частиц в кольцах при присутствии в них формирующихся планет разной массы.
Проведенные учеными расчеты указали на существование простой математической зависимости между массой формирующейся экзопланеты, а также положением и толщиной самой яркой части кольца, внутри которого она находится. Это позволяет очень быстро и точно определять массу подобных небесных тел при помощи наземного микроволнового телескопа ALMA, установленного в высокогорной обсерватории Чахнантор в Чили.
Астрономы проанализировали снимки недавно возникшей звездной системы PDS 70 и вычислили массу одной из двух формирующихся в ней планет - газового гиганта PDS 70c. Она оказалась примерно в 3,3 раза тяжелее Юпитера, что хорошо согласуется с другими оценками, полученными путем косвенных замеров. Это указывает на возможность использования данного подхода для определения массы других недавно открытых формирующихся экзопланет внутри газопылевых дисков, подытожили ученые.