Ряд новых исследований показывает, насколько быстро в протопланетных дисках уменьшается количество газа и пыли. Оказалось, первый исчезает быстрее, чем второй, но в целом динамика достаточно сложная, и это сильно влияет на то, какие планеты образуются в данной звездной системе.
Протопланетные диски
Ученым впервые удалось подробно исследовать, как со временем в протопланетных дисках меняется количество газа и пыли. В этом им помог Большой субмиллиметровый массив Атаками (ALMA), а результаты изложены в 12 научных публикациях.
Протопланетные диски — это плотные облака пыли и газа, которые быстро вращаются в одной плоскости вокруг молодых звезд. Внутри них частицы постоянно сталкиваются, слипаются и со временем формируют планеты. Ученые считают, что форма дисков влияет на тип тел, которые в них образуются: будет ли это каменистая планета типа Земли или газовый гигант.
Протопланетные диски существуют вокруг звезд несколько миллионов лет, прежде ниш полностью рассеяться, оставив только планеты. Астрономов особенно интересует, как за это время меняется состав пыли и газа в диске, ведь эти процессы напрямую влияют на формирование планет.
Содержание пыли в протопланетных дисках было исследовано с помощью телескопа ALMA еще раньше, тогда как изучение газа оказалось значительно сложнее. Для этого ученым пришлось провести гораздо больше наблюдений с помощью радиотелескопов. Впрочем, несмотря на трудности, им удалось выяснить, какие процессы происходят с газом в таких дисках.
Исчезновение газа
Во время исследования ученые с помощью ALMA изучили 30 протопланетных дисков. Они находятся в нескольких регионах звездообразования разный возраст: Змееносца (самый молодой), Волка (1–3 млн лет) и Верхнего Скорпиона (самый старый). Благодаря этому они смогли отследить весь процесс эволюции протопланетных дисков.
Главный вывод, который сделали ученые, заключается в том, что на ранних стадиях газ из систем исчезает значительно быстрее, чем пыль. Если в возрасте около одного миллиона лет суммарная масса газа в протопланетном диске может достигать нескольких масс Юпитера, то уже в трехмиллионных системах она уменьшается до менее чем одной юпитерианской. Однако со временем этот процесс замедляется: в системах возрастом 5–6 млн лет газа остается немного, но все же больше, чем предполагалось ранее.
Все это имеет следствие для теории образования протопланетных систем. Потому что получается так, что газовые гиганты, подобные Юпитеру имеют очень короткое время для того, чтобы образоваться – буквально несколько миллионов лет. А значит, и формирование их должно завершаться раньше, чем у каменистых планет.
По материалам phys.org
