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.