Молодая звезда HL Tau окружена диском из газа и пыли — колыбелью будущих планет. Внутри этого диска газ не стоит на месте: он движется по кругу, но при этом дрожит и перемешивается, как вода в бурной реке. Астрономы впервые напрямую измерили силу этого перемешивания.
Галактика — это огромная система из звёзд, газа и пыли, а диск вокруг HL Tau — лишь малая её часть. Учёные использовали данные с телескопа ALMA, наблюдая излучение молекул формальдегида (H2CO). По ширине линий этого излучения можно судить о скорости движения газа. Выяснилось, что газ в диске дрожит со скоростью около 0,15 км/с — это примерно скорость пешехода. Но для холодного газа это очень много: турбулентность в несколько раз сильнее, чем в более зрелых дисках.
Откуда такая бурная жизнь? Диск HL Tau ещё молод и окружён падающим на него газом из внешнего облака. Этот падающий газ врезается в диск и встряхивает его, как ветер встряхивает поверхность озера. Кроме того, сам диск массивный и может быть нестабильным, порождая вихри. Такая сильная турбулентность мешает пыли быстро оседать в середину диска, а значит, планеты в таких условиях формируются медленнее и иначе, чем в спокойных дисках.
Открытие показывает, что молодые планетные системы проходят через бурную стадию. Это меняет представление о том, как быстро и где именно рождаются планеты. В будущем такие измерения помогут понять, почему одни звёзды обзаводятся планетами, а другие остаются одинокими.
Скорость турбулентных движений в диске HL Tau — 0,15 км/с — примерно равна скорости быстрой ходьбы человека. Но для холодного газа это очень быстро: температура там всего около 30 кельвинов (−243°C), и молекулы сами по себе еле шевелятся.