Европейское космическое агентство (ESA) объявило о значимом прогрессе в изучении формирования планетных систем вокруг очень молодых звёзд. С помощью данных, собранных космическим телескопом Gaia, астрономы получили первые надёжные косвенные свидетельства существования планет и других небесных тел в системах, где звёзды ещё находятся на ранних этапах своего развития. Это открытие важно для понимания того, как формируются планеты, включая системы, похожие на нашу Солнечную систему, в первые миллионы лет после рождения звезды.
Что наблюдает Gaia и почему это важно
Телескоп Gaia ведёт всесторонний астрометрический обзор неба с целью измерения точных положений, расстояний и движений более чем миллиарда звёзд в Млечном Пути. Одной из уникальных способностей аппарата является обнаружение чрезвычайно малых изменений движения звезды — так называемой «звёздной тряски» (wobble), вызванной гравитационным воздействием окружающих объектов, таких как планеты или другие массивные компаньоны. Это позволяет выявлять спутников у звёзд, даже если сами спутники не видны напрямую.
До сих пор методы поиска экзопланет чаще всего применялись к зрелым звёздам, вокруг которых окружающий материал диска уже исчез, а планеты сформированы и находятся в устойчивых орбитах. Однако наблюдать планеты вокруг молодых, ещё формирующихся звёзд крайне сложно из-за плотных пылевых и газовых дисков, которые затрудняют прямые наблюдения.
Новые результаты Gaia: статистика и интерпретация
Анализ астрометрических данных Gaia по выборке 98 очень молодых звёзд показал, что в 31 системе наблюдаются характерные движения, указывающие на наличие невидимых компаньонов. Эти особенности движения трудно объяснить только самой звездой или случайным шумом данных, что делает их потенциальными сигнатурами объектов, влияющих на гравитацию системы.
На основе детального анализа удалось распределить возможные интерпретации выявленных сигналов по трём категориям:
- Примерно в 7 системах движения звёзд согласуются с присутствием объектов планетной массы — вероятно, молодых планет, продолжающих формироваться в протопланетных дисках.
- В 8 системах данные лучше всего объясняются наличием бурых карликов — объектов, по массе превышающих планеты, но не достигающих массы звёзд.
- В оставшихся 16 системах наблюдаемые движения могут быть связаны с наличием ещё одной звезды или вторым компонентом двойной системы.
Распределение таких компаньонов проливает свет на разнообразие объектов, формирующихся вокруг молодых звёзд, и открывает новые направления для исследований в области звездообразования и планетообразования.
От протопланетных дисков к формирующимся планетам
Молодые звёзды, возраст которых измеряется миллионами лет, обычно окружены протопланетными дисками — плоскими структурами из газа и пыли, оставшимися после коллапса родительского межзвёздного облака. Эти диски считаются местом будущего образования планет: частицы пыли и газа постепенно слипаются в более крупные тела, которые со временем становятся планетами.
Однако прямые наблюдения планет в таких средах крайне затруднены из-за высокой плотности и неравномерности материала. Именно поэтому астрономы редко могли однозначно подтверждать наличие планет на самых ранних этапах формирования звёздных систем. Gaia с её способностью измерять микроскопические движения звезды под гравитационным воздействием компаньонов открывает новый путь к косвенным открытиям таких молодых планет.
Значение результата для науки о формировании планет
Полученные данные являются важным шагом в изучении того, как и когда формируются планеты в молодом возрасте звёзд. Наличие планетной массы объектов в системах звёзд, которые ещё окружены плотными протопланетными дисками, подтверждает теоретические модели, предполагающие, что процесс агрегации в планеты начинается ещё во время существования диска.
Кроме того, распределение типов компаньонов — планет, бурых карликов и двоичных звёзд — помогает уточнить массовую функцию объектов, формирующихся вокруг молодых звёзд, а также условия, влияющие на конечный результат: образование планет или вторичных звёздных компонентов.
Перспективы дальнейших исследований
Авторы исследования уже описали результаты в препринте и подготовили работу под названием Astrometric view of companions in the inner dust cavities of protoplanetary discs, принятую к публикации в журнале Astronomy & Astrophysics.
Предстоящие данные из четвёртого крупного релиза Gaia (Gaia DR4), запланированного к выпуску в ближайшее время, обещают расширить выборку молодых звёзд и выявить ещё больше скрытых компаньонов, включая планеты.
Кроме того, наблюдения с помощью космического телескопа James Webb и других наземных и орбитальных инструментов позволят детально изучать внутренние структуры протопланетных дисков в тех системах, где Gaia уже обнаружила потенциальных компаньонов, и помогут подтвердить их природу.
Выводы
Результаты анализа данных миссии Gaia свидетельствуют о том, что формирование планет начинается очень рано и может быть обнаружено даже в системах с активными протопланетными дисками. Благодаря точным астрометрическим измерениям, осуществляемым Gaia, астрономы смогли обнаружить признаки молодого планетного населения в 7 из 98 изученных систем, а также выявить другие массивные компаньоны в дополнительных системах.
Это открытие расширяет наши знания о ранних этапах планетообразования и обеспечивает важную основу для будущих исследований, направленных на понимание процессов рождения планет во Вселенной.
Источники:
Статья создана по материалам https://phys.org/news/2025-12-gaia-hints-planets-baby-star.html
