Жизненные циклы звезд могут напрямую влиять на плотность планет
Земля и другие планеты могут иметь разный состав и плотность из-за отличий в получении элементов от звезд. Ключевую роль играет последовательность, в которой массивные и легкие светила завершают свою жизнь, обогащая космос химическими элементами. Таким образом, время формирования планеты в истории галактики напрямую определяет ее внутреннее строение.
Исследователи Невадского университета в Лас-Вегасе в сотрудничестве с учеными из Открытого университета Израиля впервые создали подробную модель того, как возраст галактик влияют на состав и плотность формируемых внутри них планет.
Все основные элементы, из которых состоят планеты, такие как кислород, кремний, железо и никель, формируются внутри звезд. Планеты, по сути, состоят из обломков умирающих звезд, но звезды умирают в совершенно разные сроки, что в результате может повлиять на структуру формирующихся планет. Массивные звезды сгорают относительно быстро — в среднем, в течение 10 млн лет, и при взрыве выбрасывают в космос более легкие элементы, такие как кислород, кремний и магний. Именно из этих материалов, как правило, состоят внешние слои каменистых планет.
В то же время менее массивные звезды, подобные нашему Солнцу, живут миллиарды лет и в конце своего пути высвобождают более тяжелые элементы, включая железо и никель, которые являются ключевыми «строительными блоками» для формирования планетарных ядер.
Таким образом, планеты, которые формируются в системах, успевших получить вещество как от короткоживущих массивных звезд, так и от долгоживущих маломассивных, будут обладать наибольшим разнообразием элементов. Миры, сформированные в основном из материала первых, у них будут мощные мантии и относительно небольшие ядра. Если же в процессе формирования участвовали и старые звезды меньшей массы, успевшие обогатить небесные тела железом и никелем, такие планеты обзаведутся крупными ядрами.
«Материалы, из которых образуются планеты, формируются внутри звездных систем с разным временем жизни. Новые результаты помогают объяснить, почему старые скалистые планеты имеют меньшую плотность, чем более молодые планеты, такие как Земля, а также предполагают, что необходимые ингредиенты для жизни появились не сразу», — пояснил ведущий автор исследования Джейсон Стеффен.
Созданная симуляция отслеживает полный жизненный цикл: от рождения звезд и синтеза в них элементов до взрывов, столкновений, формирования планет и их окончательной внутренней структуры. «Одно из ключевых следствий наших открытий заключается в том, что условия для жизни во вселенной возникают не мгновенно. Многие элементы, необходимые для обитаемой планеты и для живых организмов, становились доступными в разное время на протяжении всей галактической истории», — заключил Стеффен.
Ранее ученые выявили связь между формированием Юпитера с образованием Земли. Оказалось, что ранний рост гиганта мог кардинально изменить структуру молодой Солнечной системы и определить, где именно возникла наша планета.
Иллюстрация ЕКА
