Дискам Питера Пэна потребовалось одиночество ( 1 фото )

Диск Питера Пена в системе WISE J080822.18-644357.3 в представлении художника

NASA/Jonathan Holden

Астрономы выяснили, как формируются диски Питера Пэна, которые живут в несколько раз дольше обычных протопланетных дисков. Как сообщается в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters, они могут образовываться только вокруг звезд-одиночек, сильно удаленных от других светил, которые могли бы ускорить процесс их рассеивания. Примечательно, что диски Питера Пэна до сих пор обнаруживали только у маломассивных звезд, вокруг которых обычно находят множество планет. Исследователи надеются, что полученные ими данные помогут лучше понять не только эволюцию газопылевых дисков, но и процессы образования планет в целом.

Первые диски Питера Пэна были найдены совсем недавно, лишь в 2016 году. Свое название они получили из-за того, что в отличие от обычных протопланетных дисков, которые рассеиваются в среднем через 5 миллионов лет, для них процесс длится в 5-10 раз дольше. Сегодня ученым известно совсем немного таких дисков — в рамках проекта Disk Detective удалось открыть только семь — поэтому то, как они рождаются, до сих пор оставалось загадкой.

Чтобы ответить на этот вопрос, астрономы Гэвин Коулман (Gavin A L Coleman) и Томас Хеворт (Thomas J Haworth) из Лондонского университета королевы Марии провели компьютерную симуляцию. Так как большинство дисков Питера Пэна находили вокруг красных и коричневых карликов, за основу модели ученые взяли небольшую звезду с массой 0,1 солнечной, которая была окружена газопылевым диском с массой от 0,2 до 1 максимально возможной и протяженностью от 50 до 200 астрономических единиц (одна астрономическая единица равна среднему расстоянию от Земли до Солнца). Также в симуляции астрономы рассмотрели разный набор исходных условий для системы — в частности, разную интенсивность фотоиспарения и разную скорость переноса материала внутри диска.

Выяснилось, что диски Питера Пэна образуются лишь тогда, когда исходное количество вещества вокруг звезды оказывается больше четверти ее массы. Кроме того, светило должно находиться вдали от других звезд, иначе исходящее от них излучение будет активно ионизировать молекулы газа и рассеивать их. Это может отчасти объяснить, почему диски Питера Пэна находят исключительно вокруг маломассивных звезд. Коулман и Хеворт считают, что звезды, похожие на наше Солнце, вероятно формируются в более густонаселенных областях, где излучение окружающих звезд не позволяет подобным структурам долго существовать. Однако, чтобы подтвердить эту гипотезу, необходимы дополнительные исследования.

Ранее мы рассказывали, как астрономам удалось получить снимки 15 протопланетных дисков вокруг молодых звезд. Эти изображения помогут лучше понять, как формируются похожие на Землю планеты.

Кристина Уласович