Двойные диски, двойные открытия: новые сведения о формировании планет в DF Tau

Планетообразующие диски в молодых кратных звездных системах. Автор: US National Science Foundation/NSF National Radio Astronomy Observatory, B. Saxton

DF Tau состоит из двух молодых звезд с почти равными массами, вращающихся вокруг друг друга каждые 48 лет. Поскольку обе звезды, вероятно, сформировались вместе, с одинаковым составом в одной и той же среде, астрономы ожидали бы, что у них будут и другие общие черты, например, схожие околозвездные диски. Но это не так — в то время как у более яркой главной звезды есть активный внутренний диск, внутренний диск вторичной звезды, по-видимому, почти полностью исчез. Эти неожиданные различия бросают вызов современным теориям эволюции диска и формирования планет.

Так же, как гончарный круг используется для придания глине различных форм, околозвездный диск обеспечивает материалы и среду, необходимые для формирования планет. Со временем пыль и газ в диске будут слипаться, в конечном итоге образуя планеты, луны и другие небесные тела. Диски не будут существовать вечно — по мере созревания звезды и формирования планет диск постепенно исчезает. Так что же вызвало необычное рассеивание, наблюдаемое в околозвездном диске вторичной звезды?

Высокоразрешающие изображения ALMA в сочетании с оптическими и инфракрасными данными с других телескопов позволили исследователям изучать, анализировать и сравнивать свойства звезд и их отдельных дисков. Эта двойная звезда имеет относительно небольшую, узкую орбиту, что означает, что гравитация усекает внешние части диска, но маловероятно, что текущая двойная орбита может изменить внутренний диск. Вместо этого могут работать другие процессы.

«Рассеивание околозвездных дисков — сложный процесс со многими неизвестными. Рассматривая системы, которые формируются вместе, мы можем контролировать одну важную переменную: время. DF Tau и другие системы в нашем исследовании говорят нам, что эволюция диска не является строго функцией времени, в ней задействованы и другие процессы», — делится Тейлор Кутра из обсерватории Лоуэлла, ведущий автор этого исследования.

Двойные системы, такие как DF Tau, и другие источники в этом обзоре ALMA, предлагают естественную лабораторию для изучения того, как развиваются околозвездные диски. Понимание этих процессов необходимо для уточнения моделей формирования планет, поскольку эволюция диска задает временную шкалу, в которой происходит формирование планет.

Это исследование подчеркивает разнообразие поведения дисков и необходимость дальнейших исследований для раскрытия факторов, влияющих на их продолжительность жизни и структуру. Эти результаты не только углубляют наше понимание двойных звездных систем, но и проливают свет на более широкие механизмы формирования планетарных систем по всей галактике.

Больше информации: Taylor Kutra et al, Sites of Planet Formation in Binary Systems. II. Double the Disks in DF Tau, The Astronomical Journal (2024). DOI: 10.3847/1538-3881/ad900a

Источник: National Radio Astronomy Observatory