Уникальное открытие: как газовый поток влияет на формирование планет в системе GW Orionis

В созвездии Ориона, на расстоянии примерно 1300 световых лет от Земли, находится редкая тройная звёздная система GW Orionis, в которой учёные обнаружили диск, способствующий образованию планет. Этот диск, состоящий из газа и пыли, был наклонён потоком газа длиной более 1 триллиона миль (1.6 триллиона километров), что может объяснить, почему астрономы находят планеты с орбитами, сильно наклонёнными относительно осей вращения своих звёзд.

Структура системы GW Orionis

GW Orionis состоит из трёх звёзд, находящихся на стадии предглавной последовательности, что означает, что они всё ещё формируются и сжимаются, не начав термоядерные реакции в своих ядрах. Важно отметить, что нахождение планетообразующего диска вокруг такой тройной системы — явление крайне редкое. Более того, диск состоит из трёх колец с наклонёнными орбитами, что делает открытие ещё более необычным.

Наклонённые кольца и их причины

Исследования, проведённые командой под руководством аспиранта Университета Флориды Марии Гэллоуэй-Сприетсма, показали, что внутренние, средние и внешние кольца диска GW Orionis имеют разные углы наклона. Внешнее кольцо, одно из самых больших, когда-либо наблюдаемых вокруг молодой звезды, оказалось наиболее заметно наклонённым. Ранее считалось, что невидимая газовая планета, вырезавшая промежуток между средним и внешним кольцом, вызывает это смещение. Однако, как выяснили исследователи, причиной наклона внешнего кольца является гигантский поток газа, который проникает из окружающего молекулярного облака. Обмен угловым моментом между потоком и кольцом и приводит к его деформации и наклону.

Структура диска и его особенности

Диск вокруг GW Orionis состоит из трёх колец, расположенных на радиусах 4.1, 17.4 и 31.6 миллиардов миль (6.7, 28 и 51 миллиардов километров, или 44, 187 и 340 астрономических единиц) от центра системы. Поток газа, наклоняющий внешнее кольцо, был обнаружен с помощью новых наблюдений ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array). Поток состоит в основном из молекулярного водорода, который невидим в радиодиапазоне, поэтому учёные искали молекулы угарного газа в этом потоке. Длина потока впечатляет — он простирается на 0.2 световых года (12,600 астрономических единиц, 1.9 триллиона километров или 1.2 триллиона миль). Исследователи смоделировали падение этого потока и обнаружили, что угол его воздействия на диск близок к углу наклона внешнего кольца.

Влияние на формирование планет

Считается, что поток газа уже выполнил основную работу по наклону внешнего кольца диска. В настоящее время его угловой момент меньше, чем у диска, но в прошлом он, вероятно, был больше, что и позволило диску стать наклонённым. Это открытие может пролить свет не только на загадку наклона диска GW Orionis, но и на причины, по которым некоторые экзопланеты имеют сильно наклонённые или даже ретроградные орбиты.

Перспективы дальнейших исследований

Если такие потоки распространены, это может объяснить, почему планеты не всегда образуются в упорядоченных системах. Команда исследователей планирует провести систематический обзор молодых звёзд, чтобы выяснить, сколько из них имеют подобные потоки и как это влияет на формирование планетных систем. Результаты исследования были опубликованы 6 августа в журнале The Astronomical Journal.