Континуальное эмиссионное изображение диска 2M041240 на 1,3 мм.
Предоставлено: Лонг и др., 2023 г.

На расстоянии около 485 световых лет от Земли 2MASS J04124068+2438157 (или для краткости 2M041240) представляет собой карлик M спектрального класса M3.5, возраст которого оценивается в 4,7 миллиона лет. Звезда имеет радиус 1,2 радиуса Солнца, массу около 0,42 массы Солнца , а ее эффективная температура составляет примерно 3300 К.

Предыдущие наблюдения показали, что 2M041240 содержит очень протяженный пылевой диск. Поэтому группа астрономов под руководством Фэн Лонга из Аризонского университета в Тусоне, штат Аризона, решила наблюдать за этой звездой с помощью ALMA, надеясь получить больше информации о свойствах окружающего ее диска.

«В этой статье представлены новые наблюдения ALMA Band 6 диска вокруг звезды с малой массой 2MASS J04124068+2438157. Мы применили параметрические модели Гаусса для характеристики морфологии излучения пыли в плоскости видимости и выполнили наблюдения Keck AO [адаптивной оптики] для изучения причины наблюдаемых подструктур диска», — пишут исследователи.

Наблюдения ALMA показали, что пылевой диск вокруг 2M041240 состоит только из двух узких колец на расстояниях 70 и 116 а.е. Оба кольца кажутся довольно узкими, с шириной по Гауссу 5,6 и 8,5 а.е. соответственно. Внешнее кольцо оказалось уже, чем высота локальной шкалы давления, что свидетельствует о наличии удара давления, задерживающего частицы пыли.

Размер всего диска оценивается примерно в 126 а.е., что намного больше, чем у дисков с аналогичной миллиметровой светимостью. По мнению астрономов, это говорит о том, что диск 2M041240, вероятно, образовался большим и создал скачок давления в ранние времена, который поддерживал зерна миллиметрового размера на больших радиусах.

Авторы статьи предполагают, что взаимодействия планеты с диском являются наиболее вероятным объяснением наблюдаемых щелей и колец в диске 2M041240. Они добавили, что свойства промежутка между двумя кольцами могут указывать на присутствие планеты с массой Сатурна примерно в 90 астрономических единицах от звезды.

«Анализ свойств зазора/кольца предполагает, что планета Сатурн с массой около 90 а.е., вероятно, ответственна за формирование внешнего кольца», — заключили исследователи.

Однако для подтверждения этого предположения необходимы дополнительные наблюдения. Авторы исследования предлагают использовать космический телескоп НАСА имени Джеймса Уэбба (JWST), чтобы проверить, обращается ли предсказанная планета с массой Сатурна по орбите 2M041240 во внешнем диске.