Протопланетные диски, окружавшие звезды в ранней Вселенной, существовали достаточно долго для формирования планет. Исследование опубликовано в журнале The Astrophysical Journal.
Наблюдения космического телескопа «Джеймс Уэбб» за звездами соседней галактики раскрыли загадку формирования планет в молодой Вселенной и опровергли существовавшие модели. Астрономы доказали, что протопланетные диски могут существовать гораздо дольше, чем предполагалось, даже в условиях нехватки тяжелых химических элементов, характерных для ранней Вселенной.
Исследователи использовала чувствительную оптику телескопа для изучения звездного скопления NGC 346 в Малом Магеллановом Облаке. Эта область служит уникальной моделью, максимально приближенной к условиям ранней Вселенной: несмотря на близость к Млечному Пути в этой галактике в основном концентрируются звезды с низким содержанием тяжелых элементов — состоящие в основном из водорода и гелия.
Наблюдения показали, что молодые звезды в NGC 346 в возрасте 20-30 млн лет продолжают сохранять протопланетные диски. Существующие теоретические модели предсказывали, что у бедных тяжелыми элементами звезд диски должны исчезать примерно через 2-3 млн лет: считалось, что звездные ветры быстрее сдувают частицы, состоящие исключительно из легких химических элементов.
Молекулярный водород в спектре, который указывает на существование протопланетных дисков у молодых звезд в системе NGC 346. Изображение: NASA, ESA, CSA, J. Olmsted (STScI)
Ученые предполагают два возможных объяснения долголетия протопланетных дисков: замедленное давление звездного излучения из-за низкого содержания тяжелых элементов в составе самой звезде и формирование более массивных газовых облаков, коллапс которых приводит к рождению звезд.
Открытие объясняет наблюдения телескопа «Хаббл», сделанные более 20 лет назад. Тогда на снимках космического телескопа обнаружил массивную планету у очень старой звезды, которая сформировалась в первые столетия существования Вселенной. На протяжении десятилетий исследователи пытались понять, как формирование планеты крупнее Юпитера стало возможно на этом этапе развития Вселенной.
С «Уэббом» у нас есть убедительное подтверждение того, что мы увидели с помощью Хаббла, и нам следует переосмыслить то, как мы создаем компьютерные модели формирования планет и ранней эволюции в молодой Вселенной.
Гвидо Де Марчи, руководитель исследования из Европейского центра космических исследований и технологий в Нордвейке
