Джеймс Уэбб показал, что протопланетные диски могут существовать долго, и это хорошо для развития жизни
Исследователи из Университета Аризоны обнаружили, что протопланетные диски могут украшать свои родительские звезды гораздо дольше, чем считалось ранее, при условии, что звезды небольшие — одна десятая массы Солнца или меньше.
В статье, опубликованной в журнале Astrophysical Letters Journal, исследовательская группа под руководством Фэн Лонга сообщает о подробном наблюдении протопланетного диска, которому более 30 миллионов лет. В статье представлен первый подробный химический анализ долгоживущего диска с использованием данных космического телескопа NASA Джеймса Уэбба.
«В некотором смысле протопланетные диски дают нам детские фотографии планетных систем, включая представление о том, как могла выглядеть наша солнечная система во младенчестве», — говорит Лонг.
Малая звезда
Команда наблюдала за звездой J0446B, расположенной в созвездии Голубя примерно в 267 световых годах от Земли. Исследователи обнаружили, что ее диск, из которого формируются планеты, существует примерно в три раза дольше, чем ожидалось.
«Хотя мы знаем, что большинство дисков рассеиваются в течение 10–20 миллионов лет, мы обнаружили, что для определенных типов звезд их диски могут существовать гораздо дольше», — сказал Лонг. — «Поскольку материалы в диске обеспечивают сырье для планет, продолжительность жизни диска определяет, сколько времени у системы есть для формирования планет».
Несмотря на то, что малые звезды сохраняют свои диски дольше, химический состав их дисков существенно не меняется. Такая долгоживущая, стабильная химическая среда может предоставить планетам вокруг звезд с малой массой больше времени для формирования.
Анализируя газовое содержимое диска, исследователи исключили возможность того, что диск вокруг J0446B является так называемым диском из обломков, более долговечным типом диска, состоящим из материала второго поколения, образованного столкновениями астероидов и малых планет.
«Мы обнаружили такие газы, как водород и неон, что говорит о том, что в диске вокруг J0446B все еще остался первичный газ», — говорит соавтор работы Чэнъянь Се.
Долгоживущий диск повышает шансы на образование жизни
Подтвержденное существование долгоживущих дисков, богатых газами, имеет значение для жизни за пределами нашей солнечной системы, утверждают авторы. Особый интерес для исследователей представляет система TRAPPIST-1, расположенная в 40 световых годах от Земли, состоящая из красного карлика и семи планет, похожих по размеру на Землю. Три из этих планет расположены в «обитаемой зоне», где условия позволяют существовать жидкой воде и предполагают потенциал для формирования жизни.
Поскольку звезды с долгоживущими планетными дисками попадают в ту же категорию масс, что и центральная звезда в системе TRAPPIST-1, существование долгоживущих дисков особенно интересно для эволюции подобных планетных систем, говорят Лонг и ее соавторы.
«Чтобы создать определенное расположение орбит, которое мы видим у TRAPPIST-1, планеты должны мигрировать внутри диска, процесс, требующий присутствия газа», — говорит соавтор работы Илария Паскуччи. — «Длительное присутствие газа, которое мы обнаруживаем в этих дисках, может быть причиной уникального расположения планет в системе TRAPPIST-1».
Долгоживущие диски не были обнаружены вокруг звезд с большой массой, таких как Солнце, поскольку звезды в таких системах развиваются гораздо быстрее, а у планет меньше времени для формирования. Хотя наша Солнечная система пошла по другому эволюционному пути, долгоживущие диски могут многое рассказать исследователям о Вселенной, отметили авторы, поскольку считается, что звезды с малой массой значительно превосходят по численности звезды, подобные Солнцу.