Когда планета-гигант растёт, она втягивает в себя газ. Часть этого газа закручивается вокруг неё в маленький диск — его называют околопланетным диском. Именно в таких дисках, как считается, появляются спутники. У планеты PDS 70 c, которая находится в 370 световых годах от нас, такой диск увидели напрямую с помощью антенной решётки ALMA в миллиметровом диапазоне.
Долгое время модели предсказывали, что этот диск почти прозрачен для излучения: пылинки там быстро дрейфуют к планете и не задерживаются. Но наблюдения говорили об обратном — диск выглядел плотным, как густой туман, который не пропускает свет. Разгадка, предложенная в новой работе, проста и красива: пыль не размазана ровным слоем, а собралась в кольцо, похожее на пояс астероидов в нашей Солнечной системе. В этом кольце пылинки трутся друг о друга, растут и нагреваются, создавая тот самый плотный сигнал, который ловят телескопы.
Такая картина не только снимает противоречия, но и открывает захватывающую перспективу. Расчёты показывают, что в этом кольце может работать так называемая потоковая неустойчивость: пыль сгущается в комки, а те под собственной тяжестью схлопываются в зародыши будущих лун. Если это так, то мы застали PDS 70 c в тот самый момент, когда её собственная «лунная фабрика» только запускается. Крошечные пылинки, сталкиваясь и слипаясь, начинают долгий путь к тому, чтобы стать новыми мирами.
как её написали авторы, на английском arXiv:2607.03866
Giant planets form small gas disks, called circumplanetary disks (CPDs), during gas accretion. The CPD of PDS 70 c has been detected by the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in (sub)millimeter continuum emission, which is interpreted as thermal emission from dust in the CPD. The resulting spectral index suggests that the disk is optically thick over a wide range of wavelengths. However, this is inconsistent with previous CPD dust models, which predict that the disk is optically thin because of radial dust drift. Here, we present a new interpretation of the multiwavelength observations: the CPD hosts an optically thick dust ring, whose existence has been discussed in the context of satellite formation. We demonstrate that a dust-ring model that incorporates gas accretion, dust evolution, and dust thermal emission, is consistent with the observations under reasonable conditions, whereas a conventional ring-less model requires more stringent conditions. We also show that the dust ring inferred from the observations potentially satisfies the conditions for exomoon formation via streaming instability and subsequent gravitational instability.
Диаметр пылевого кольца вокруг PDS 70 c примерно в 50 раз больше диаметра самой планеты — как если бы вокруг Земли на расстоянии Луны вращался плотный обруч из песка.
Похожий процесс рождения лун из пылевого кольца описан в романе Артура Кларка «2010: Одиссея Два», где в системе Юпитера появляется новая звезда, а спутники формируются заново.