Нет воды, зато полно газа: астрономы нашли уникальный протопланетный диск
С помощью телескопа «Джеймс Уэбб» астрономы обнаружили необычное место рождения планет. Вокруг молодой звезды вращается диск из газа и пыли, в котором аномально много углекислого газа и почти нет воды.
Исследование провела команда ученых под руководством Дженни Фредиани из Стокгольмского университета. Они изучали протопланетный диск — это плотное облако из газа и пыли, которое вращается вокруг новорожденной звезды и со временем превращается в планеты. К их удивлению, в той зоне диска, где обычно формируются каменистые планеты вроде Земли, оказалось очень много углекислого газа.
При этом водяного пара, который ожидали там увидеть, почти не было. Как говорит сама Дженни Фредиани, вода в этой системе настолько редка, что ее едва удалось обнаружить. Это разительно отличается от того, что ученые видят в большинстве других подобных систем.
Согласно общепринятым моделям, процесс формирования планет выглядит так. Далеко от звезды, где царит холод, образуются ледяные частицы, похожие на гальку. Они постепенно смещаются ближе к звезде. В теплой внутренней зоне протопланетного диска лед испаряется, то есть превращается в пар, минуя жидкое состояние. Из-за этого во внутренних частях диска обычно наблюдается сильный сигнал водяного пара.
Ударная волна звезды против протопланетного диска: такое наблюдается впервые
Однако данные «Уэбба» в этот раз показали нечто противоположное — очень мощный сигнал углекислого газа. Ученым придется дополнить модели формирования планет, потому что стандартные процессы эволюции диска не могут легко объяснить такое высокое содержание CO₂ по сравнению с водой.
У исследователей есть предположение, почему так происходит. Ученый из Стокгольмского университета Арьян Бик считает, что химический состав диска обусловлен мощным ультрафиолетовым излучением. Источником этого излучения может быть как сама родительская звезда, так и соседние массивные звезды. Такое интенсивное излучение изменяет химию диска, что и приводит к аномальному составу.
Кроме того, ученые обнаружили в диске редкие изотопные варианты углекислого газа. Это те же молекулы CO₂, но с немного утяжеленными атомами углерода или кислорода. Такие молекулы называют изотопологами.
Необычный диск находится в крупной области звездообразования NGC 6357 на расстоянии примерно 53 триллионов километров от Земли. Открытие сделала группа ученых в рамках программы eXtreme UV Environments (XUE). Она как раз изучает, как сильное излучение влияет на химию протопланетных дисков.
Мария-Клаудия Рамирес-Таннус из Института астрономии Макса Планка и руководительница группы XUE говорит, что это захватывающее открытие. Оно показывает, как экстремальные условия, которые часто встречаются в местах рождения массивных звезд, могут изменять строительные блоки для будущих планет. С результатами исследования можно ознакомиться в журнале Astronomy & Astrophysics.
Фото NASA
Самое популярное
