Астрономи з 11 європейських країн проаналізували нові спостереження за протопланетними дисками навколо молодих зірок, проведені за допомогою інфрачервоного інструменту MIRI телескопа ім. Джеймса Вебба. Їхньою основною метою були внутрішні області таких дисків, де, як очікується, формуються кам’янисті планети.
Отримані вченими результати, представлені в трьох наукових статтях, демонструють багате розмаїття умов у таких планетарних колисках.
Диск без води, але з двома типами CO2
Перша команда досліджувала протопланетний диск навколо зірки GW Lup. У ньому астрономів здивувала дуже мала кількість молекул води порівняно з двоокисом вуглецю. Одним із ймовірних пояснень, на їхню думку, є наявність «порожньої» області, абсолютно позбавленої газу, в певному радіусі навколо зірки – достатньо широкої, щоб за її межами вода замерзала.
Крім цього, вчені вперше виявили в протопланетному диску рідкісну сполуку 13CO2, що містить трохи важчий ізотоп вуглецю. На відміну від «звичайного» CO2, його випромінювання може пробитися до нас крізь шари пилу і газу, що дає змогу точніше визначити склад диска.
Органічна хімія навколо маломасивної зірки
Предметом другої роботи є протопланетний диск навколо зірки J160532. На додаток до простих вуглецевмісних молекул – таких, як CO і CO2 – у його спектрі вчені виявили цілу низку органічних сполук.
Найяскравіше в даних виділяється розігрітий до близько 230°C ацетилен. Крім нього, в диску були вперше виявлені діацетилен, бензол, і, ймовірно, метан. Вода, навпаки, майже відсутня – ймовірно, вона «ховається» у складі невеликих твердих об’єктів, що вже сформувалися, на околиці диска.
Виверження молодих зірок дають життя планетам
Протопланетні диски складаються не лише з газу, але й із твердої речовини – проте більшу її частину становлять мікроскопічні частинки. Під дією температури вони можуть з’єднуватися в кристалічні структури, які потім формують кам’янисті частинки, що утворюють планети. На прикладі диска навколо зірки EX Lup група вчених показала, як саме це відбувається.
Ця зірка періодично «вивергається», надаючи речовині в диску достатньо енергії, щоб сформувати кристали. Після останнього такого викиду кристали зникли з поля зору астрономів – однак за допомогою «Вебба» їх вдалося виявити знову. Схоже на те, що вони віддаляються від зірки, і скоро будуть досить далеко, щоб обзавестися крижаною «мантією». Це збільшить їхню площу й дозволить їм легше «злипатися» один з одним під час зіткнення – а це перший крок на шляху до формування нової планети.