Американські вчені довели, що формування нових планет шкідливо впливає на еволюцію космосу

Міжнародна команда астрономів, серед яких є дослідники з Лабораторії місяця та планет Аризонського університету, оголосила про прорив у розумінні дисків газу й пилу навколо молодих зірок. Використовуючи потужний масив радіотелескопів ALMA (Ata­ca­ma Large Millimeter/submillimeter Array) у Чилі, вони вперше простежили, як змінюються маса та склад газових дисків під час формування планет.

Результати дослідження, опубліковані у 12 статтях тематичного випуску журналу Astro­phys­i­cal Jour­nal, стали частиною великої програми ALMA під назвою AGE-PRO (ALMA Sur­vey of Gas Evo­lu­tion of PRO­to­plan­e­tary Disks). Вчені вивчали 30 протопланетних дисків навколо зірок, подібних до Сонця, аналізуючи, як змінюється маса газу на різних етапах еволюції цих дисків. Головне відкриття — газ і пил у таких дисках зникають з різною швидкістю.

Досі більшість спостережень з ALMA фокусувалася на еволюції пилу, а газ було важче дослідити через слабкі сигнали й потребу в значно довших спостереженнях. Нові дані вперше дозволили виміряти масу й розміри газових дисків на різних етапах існування, що допоможе зрозуміти, скільки часу є для формування гігантських планет і планет-гігантів, таких як Юпітер.

Виявилося, що газ у дисках розсіюється значно швидше, ніж пил: у молодих системах (до 1 мільйона років) може бути кілька юпітеріанських мас газу, але в старших — менше однієї. Однак деякі диски, що вижили, містять більше газу, ніж очікувалося, а співвідношення газу до пилу залишається досить сталим для дисків різних розмірів. Це означає, що формування газових планет відбувається у вужчому часовому вікні, ніж формування кам’яних планет.

Для оцінки маси газу вчені використали не лише традиційний вуглекислий газ (CO), а й інші молекули-трасери, зокрема іон N2H+ (діазеній), що дозволило підвищити точність розрахунків. Завдяки цьому вдалося скласти унікальну бібліотеку спектрів для різних етапів розвитку дисків.

Отримані результати не лише розширюють знання про процеси утворення планетних систем, а й допомагають зрозуміти, чому деякі зоряні системи формують гігантські газові планети, а інші — ні. Нові дані стануть базою для подальших досліджень еволюції протопланетних дисків і пошуку екзопланет.