ALMA нашла кольца и щели в самых компактных протопланетных дисках
При максимальном для ALMA разрешении на волне 0,9 мм в маленьких дисках у молодых звёзд проявились кольца, щели и полости размером в несколько астрономических единиц.
Команда под руководством Пьетро Куроне (CATA и Чилийский университет) получила на ALMA снимки 11 очень компактных протопланетных дисков в области звездообразования Волка. Работа опубликована в Astrophysical Journal Letters. Антенны стояли в самой разнесённой конфигурации, наблюдения шли на волне около 0,9 мм. Угловое разрешение составило примерно 0,02 угловой секунды. На расстоянии до этой области это около двух астрономических единиц, и сейчас это предел для ALMA на такой длине волны.
Раньше маленькие диски выглядели гладкими, в отличие от крупных, где ALMA давно видит кольца и щели. Теперь в четырёх дисках из 11 нашлись чёткие структуры ближе 10 а. е. к звезде, ещё в трёх есть их признаки. У системы Sz 112 центральная полость простирается всего на 1,6 а. е., и авторы называют этот диск самым маленьким известным переходным диском. Исследователи сравнили новые данные с прежними обзорами ALMA, отобрав только диски, снятые с достаточным разрешением. Структуры нашлись примерно в 44% дисков радиусом 3–10 а. е., в 55% дисков радиусом 10–30 а. е. и более чем в 90% дисков крупнее 30 а. е. По выводу команды, прежняя редкость обнаружений колец и щелей в малых дисках хотя бы отчасти объясняется нехваткой разрешения.
Следы планет или нет
Кольца и щели могут указывать на перепады давления газа. Такие ловушки задерживают пылинки, которые иначе дрейфуют к звезде, и в них удобно расти планетам. Авторы прикинули, какие планеты могли бы создать наблюдаемые щели, если каждую формирует одна планета. Для структур ближе 5 а. е. получились массы суперземель и мини-нептунов. Такие возможные экзопланеты на подобных орбитах трудно изучать и современными обзорами экзопланет, и наблюдениями дисков на гораздо больших орбитальных масштабах. Команда оговаривается, что структуры в дисках не служат прямым обнаружением планет. Планетарное происхождение согласуется с данными по нескольким дискам, но другие механизмы пока полностью не исключены.
У двух систем, Sz 73 и Sz 130, далеко за пределами ярких центральных дисков обнаружились слабые внешние кольца, ещё у четырёх есть предварительные признаки такого излучения. Получается, что часть дисков, которые считают очень маленькими, может содержать протяжённое вещество. Его до сих пор не замечали из-за слабого излучения. Чтобы понять, насколько часты такие структуры, авторы предлагают снимать больше компактных дисков на разных длинах волн, отслеживая и пыль, и газ.