Космічний телескоп «Габбл» зазирнув у раннє дитинство зоряних систем і побачив там гігантську, майже абсурдно велику «фабрику планет». Астрономи зафіксували найбільший на сьогодні відомий протопланетний диск навколо молодої зорі – об’єкт із офіційною назвою IRAS 23077+6707, якому дали неформальне прізвисько «Dracula’s Chivito», тобто «Чівіто Дракули».
Космічний «сендвіч» завбільшки у сотні Сонячних систем
Протопланетний диск – це велетенська пласка хмара газу й пилу, з якої навколо молодої зорі виникають планети. З таких структур формуються як кам’янисті світи на кшталт Землі, так і газові гіганти на зразок Юпітера.
За даними статті в журналі The Astrophysical Journal, команда астрономів оцінила розміри «Чівіто Дракули» майже у 400 мільярдів миль, тобто приблизно 640 мільярдів кілометрів. Для порівняння: це понад у 100 разів ширше, ніж зона, де обертаються всі планети нашої внутрішньої Сонячної системи – від Меркурія до Нептуна, якщо умовно взяти орбіту Нептуна як межу планетного «кварталу».
Особливість цього диска в тому, що ми бачимо його майже ребром – він нахилений до Землі так, що схожий на темну смугу, затиснуту між суцільними шапками світла зверху й знизу. Саме тому астрономи жартома порівняли структуру з багатошаровим сендвічем, де замість м’яса й овочів – шари газу та космічного пилу.
Як з’явилася назва «Чівіто Дракули»
У неформальній назві об’єкта зустрілися дві дуже різні культури. Частина «Dracula» відсилає до Трансильванії в Румунії – історичного регіону в Карпатах, який у світовій культурі пов’язують із образом вампіра Дракули з роману Брема Стокера. Один із дослідників цього об’єкта родом саме з цих місць. Трансильванія відома не лише «вампірською» легендою, а й середньовічними містами, гірськими ландшафтами та замками, зокрема фортецею Бран, яку часто асоціюють із Дракулою, хоч це й більше туристичний міф, ніж історичний факт.
Друга частина назви – «Chivito» – походить із Уругваю. Там це національна страва: масивний бутерброд із тонко нарізаною яловичиною, шинкою, моцарелою, помідорами, оливками та часто ще цілим набором додаткових інгредієнтів. Астрономи з Уругваю теж входили до команди відкривачів, тож насичений шарами космічний диск нагадав їм про знайомий з дитинства сендвіч.
У результаті народилася ексцентрична, але промовиста назва – «Чівіто Дракули», яка влучно поєднує багатошаровий вигляд об’єкта й географію тих, хто його досліджував.
Що саме побачив «Габбл»
Надзвичайно детальна картина «пологового будинку» планет
Група під керівництвом Крістіни Монш, астрономки Центру астрофізики Гарвард-Смітсонівського інституту (Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics, CfA) у США, отримала за допомогою «Габбла» зображення з такою деталізацією, яку рідко вдається досягти для протопланетних дисків.
Центр астрофізики CfA об’єднує Гарвардський університет і Смітсонівську астрофізичну обсерваторію. Це один із провідних світових центрів дослідження Всесвіту – від близьких до Землі астероїдів до найвіддаленіших галактик. Саме там аналізували дані «Габбла» і моделювали будову «Чівіто Дракули».
За словами Крістіни Монш, нові зображення показують, що «колиски планет» можуть бути значно бурхливішими й заплутанішими, ніж очікували теоретики. Замість охайної, трохи розмитої «тарілки» газу й пилу «Габбл» побачив багаторівневу структуру, в якій матеріал розлітається далеко за межі основної площини диска.
Нерівномірний, «зламаний» диск
Особливо вражає асиметрія системи. На одному боці диска помітні яскраві, витягнуті у вертикальному напрямку «нитки» газу, які піднімаються високо над площиною. Інший бік виглядає зовсім інакше – різко обірваний, із чіткою межею, ніби хтось зрізав його ножем.
Співавтор дослідження, астроном Джошуа Беннет Лавелл із того ж Центру астрофізики, визнає: команда була приголомшена настільки сильною нерівномірністю. «Габбл» фактично надав ученим місце в першому ряду на видовищі, де народжуються можливі майбутні планети, причому за сценарієм, який ще до кінця не пояснено.
Що ховається в центрі та чому диск такий хаотичний
Астрономи вважають, що в серці системи «Чівіто Дракули» міститься дуже гаряча й масивна зоря – або навіть пара зірок. Такі зорі випромінюють набагато більше енергії, ніж Сонце, і їхнє потужне випромінювання та зоряний вітер можуть буквально «виколупувати» матеріал із диска, вириваючи потоки газу у вертикальному напрямку.
Яскраві «пір’яні» структури над і під диском можуть бути слідом зіткнень, турбулентних вихорів у газі чи наслідком гравітаційного впливу прихованих протопланет або зоряної пари. Усе це створює враження не спокійної «чаші» з матеріалом, а радше киплячого казана, де вирують гравітація, радіація та зіткнення частинок.
Цікаво, що в інших добре вивчених протопланетних дисках – наприклад, навколо зорі HL Tauri або в молодому зоряному скупченні в сузір’ї Оріона – теж помічали яскраві кільця й провали, які свідчать про формування планет. Але у випадку IRAS 23077+6707 наддискальні структури та асиметрія виявилися набагато виразнішими, ніж зазвичай.
Як це відкриття змінює уявлення про народження планет
Відкриття «Чівіто Дракули» змушує переглянути уявлення про те, наскільки спокійно чи бурхливо народжуються планети. Якщо раніше протопланетні диски часто описували як відносно пласкі, приблизно симетричні структури, у яких матеріал повільно збирається у планетарні зародки, то нові зображення демонструють інший сценарій – із сильними перекосами, локальними викидами газу й різкою відмінністю протилежних боків диска.
По суті, «Габбл» дав змогу побачити одночасно і «будівний майданчик», і «зону стихійного лиха» – всі етапи, які можуть вплинути на те, які саме планети врешті-решт виникнуть і як будуть розташовані їхні орбіти. На основі таких спостережень астрономи зможуть удосконалювати комп’ютерні моделі формування планетних систем, у тому числі й нашої власної в минулому.
Об’єкт IRAS 23077+6707 був уперше помічений ще 2016 року, але тоді не було певності, що це саме протопланетний диск. Новий цикл спостережень за допомогою «Габбла» дозволив остаточно віднести його до цього класу та виявити його виняткові розміри й структуру. Попереду – подальші спостереження на інших довжинах хвиль, зокрема за допомогою радіотелескопів і космічної обсерваторії James Webb, які допоможуть зазирнути крізь пил і краще роздивитися саму зорю або зоряну пару в центрі.
