Планетообразующий диск странной звездной системы похож на колесо обозрения

Новое исследование предполагает, что миры могут существовать с полярными орбитами вокруг пар звезд, что потенциально может привести к сезонам, совершенно отличающимся от земных.

Звезды рождаются в облаках газа и пыли. Гравитационное притяжение каждой звезды втягивает этот материал на спиральные орбиты вокруг себя. Сгустки облака двигаются в случайных направлениях с произвольной скоростью, поскольку облако разрушается, сгустки сталкиваются и сливаются. В результате с течением времени образуется протопланетарный диск, который обычно вращается в том же направлении, что и его звезда, и окружает ее экватор. Планеты, которые появляются из такого диска, также обычно вращаются вокруг экватора звезды, как в случае с мирами нашей солнечной системы.

Исследование показало, что почти все молодые звезды изначально окружены протопланетными дисками. По словам ведущего автора исследования Гранта Кеннеди, астронома из Уорикского университета в Англии, касаемо протопланетных дисков вокруг одиночных звезд, по крайней мере, треть продолжает формировать планеты.

Но компьютерное моделирование предполагало, что после образования протопланетных дисков любой дополнительный материал, который они собирают, может выбить их из строя. Это может объяснить, почему астрономы обнаруживают экзопланеты с кривыми орбитами вокруг звезд.

Кеннеди и его коллеги сосредоточились на околоземных планетах, которые вращаются вокруг двойных звезд. Ученые подозревали, что планеты вокруг двойных звезд могут сместиться - вместо того, чтобы вращаться вокруг звезд в той же плоскости, в которой звезды вращаются вокруг друг друга, эти миры могут вращаться вокруг своих полюсов.

Теперь Кеннеди и его коллеги обнаружили первый пример смещенного кругового протопланетного диска. «Это один из тех примеров, когда природе удается быть более креативной, чем мы ожидаем», - сказал Кеннеди.

Ученые сосредоточились на четырехзвездочной системе HD 98800, расположенной на расстоянии около 146 световых лет от Земли. «Если бы здесь родились планеты, в небе было бы четыре солнца», - говорит соавтор исследования Дэниэл Прайс из Университета Монаш в Австралии.

Используя Атакамскую большую (антенную) решётку миллиметрового диапазона (ALMA) в Чили, астрономы сделали снимки протопланетного диска с высоким разрешением вокруг двух из четырех звезд. Это кольцо примерно того же диаметра, что и пояс астероидов Солнечной системы. Две другие звезды лежат вне диска - две пары звезд вращаются вокруг друг друга.

Предыдущие исследования подтвердили, как эти двойные звезды вращаются вокруг друг друга. Новое исследование показало, что протопланетный диск вокруг этих звезд вращается вокруг их полюсов, как колесо обозрения с каруселью в центре.

Эти новые результаты предполагают, что околоземные планеты с полярными конфигурациями могут оказаться более распространенными, чем предполагается. «Диски существуют, так почему не могут планеты?» сказал Кеннеди.

На такой планете могут быть необычные времена года. На Земле времена года сменяются из-за наклона оси Земли. Это приводит к тому, что количество дневного света, которое каждое полушарие получает каждый день, растет или уменьшается в течение года, и это влияет на то, насколько они теплые или холодные.

На любой планете, которая может развиваться в HD 98800, наклон оси не является единственным потенциальным фактором, лежащим в основе сезонных колебаний. «Звезды также меняют свою высоту в небе, когда вращаются вокруг друг друга. В зависимости от сезона, иногда может быть два солнца в течение дня, иногда одно», считает Кеннеди.