Молодые звезды окружены вихревыми дисками из газа и пыли — именно в этой среде формируются планеты. Наблюдения с помощью телескопа ALMA показывают, что многие протопланетные диски содержат кольцеобразные структуры. Долгое время астрономы предполагали, что эти кольца могут указывать на присутствие планет, однако надежных методов для интерпретации этих данных не существовало.
Ведущий автор исследования Амена Фаруки, аспирантка Уорикского университета, пояснила, что яркие кольца по сути являются отпечатками пальцев планет. Ученым давно было понятно, что кольца формируются из концентрированной пыли, скапливающейся за пределами орбит молодых планет. Но связать особенности колец с массой планет удалось только сейчас.
Исследовательская группа использовала подробные компьютерные модели, чтобы выяснить, как планеты разной массы создают пылевые кольца. Оказалось, что ширина кольца, расположение его самой яркой точки и объем пыли несут в себе признаки породившей их планеты. Команда выявила простую математическую зависимость между положением пика яркости кольца и массой планеты. Эта формула работает независимо от длины волны наблюдения или размера пылевых частиц.
Для проверки метода ученые применили его к системе PDS 70, где планеты уже были сфотографированы внутри диска. Расчетная масса планеты PDS 70c совпала с независимыми оценками. Метод также опробовали на пяти дисках из обзора exoALMA, получив новые данные о потенциально скрытых там планетах.
Соавтор исследования Джессика Спиди из Массачусетского технологического института отметила, что работа вышла за рамки теории. Использование PDS 70 в качестве лаборатории позволило провести реальную проверку подхода, что подтвердило готовность метода к широкому применению.
Ранее астрономы открыли пять новорожденных планет в процессе формирования.
