Система GW Orionis — одна из самых необычных в нашей Галактике. Она расположена в 1,3 тыс. световых лет от нас в созвездии Ориона и состоит из трех звезд, окруженных несколькими кольцами пыли и газа — материала, из которого рождаются планеты. Но вместо того чтобы лежать в одной плоскости, как в большинстве систем, эти кольца наклонены друг относительно друга под разными углами. Это делает GW Orionis природной лабораторией для изучения того, как формируются необычные планетные системы.
Команда астрономов под руководством Марии Гэллоуэй-Сприетсма из Университета Флориды в США использовала мощнейший радиотелескоп ALMA в Чили, чтобы разобраться в этом феномене. Они обнаружили гигантский газовый поток, протянувшийся на 0,2 светового года (1,6 трлн км), который врезается в систему, питая ее свежим материалом. Измерив движение этого потока, ученые сравнили его угловой момент с ориентацией колец и обнаружили удивительное совпадение: траектория потока точно совпадает с наклоном внешнего пылевого кольца, но сильно отличается от наклона внутреннего.
Предыдущие исследования GW Orionis показали, что внутреннее, среднее и внешнее кольца наклонены под разными углами. Когда наша команда смоделировала падение этого потока, мы обнаружили, что угол его столкновения с диском точно совпадает с наклоном внешнего кольца
Это значит, что именно этот гигантский газовый рукав, скорее всего, «перекосил» внешнее кольцо, и в прошлом, когда поток был мощнее, он мог сильнее влиять на всю систему. В настоящее время угловой момент потока меньше, чем у внешнего диска, поэтому дальнейших серьезных изменений ожидать не стоит — но в прошлом он мог полностью изменить архитектуру системы.
«Оцененный угловой момент потока меньше, чем у внешнего диска, — поясняет Джэхан Бэ, соавтор исследования. — Это означает, что поток больше не должен существенно наклонять диск. В прошлом у него, вероятно, был больший угловой момент, который и привел к нынешнему наклону».
Это открытие поддерживает новую, более динамичную модель формирования планетных систем. Вместо того чтобы формироваться в спокойных плоских дисках, системы могут подвергаться воздействию турбулентных потоков из окружающего пространства, которые изменяют их структуру даже на поздних стадиях эволюции. В результате планеты могут рождаться на орбитах, наклоненных или даже противоположных вращению родительской звезды.
ALMA — единственный инструмент, способный увидеть такую картину. Ученые использовали все три конфигурации антенн (12-метровые, 7-метровые и Total Power), чтобы охватить и мельчайшие детали колец, и огромный масштаб потока.
В будущем астрономы планируют найти похожие системы с газовыми потоками, чтобы понять, насколько распространен этот механизм, а также поискать в GW Orionis молекулы, указывающие на ударные волны в месте столкновения потока с диском — это поможет точно определить, как именно меняется химический состав материала, из которого рождаются планеты.
Статья опубликована в научном журнале The Astronomical Journal.
Ранее Наука Mail рассказывала, как астрономам впервые удалось запечатлеть вращение протопланетного диска при формировании планеты.