Используя космический телескоп James Webb, ученые совершили сенсационное открытие, касающееся процесса формирования планет. Они обнаружили, что вода в протопланетных дисках играет в этом процессе ключевую роль. Открытие подтвердило ранее существовавшую модель, в которой частицы льда из отдаленных внешних областей дрейфуют во внутреннюю каменистую зону.
Ранее теории указывали на то, что ледяные частицы, образующиеся в холодных внешних областях протопланетных дисков, являются основной строительной единицей для формирования планет. Предполагалось, что камешки дрейфуют в сторону звезды из-за трения в газовом диске, доставляя твердые материалы и воду на планеты. Центральным аспектом этих теорий было то, что, когда льдинки достигают области, где лед переходит в газообразное состояние (так называемой «снеговой линии»), они должны высвобождать большое количество холодного водяного пара. Именно это явление зарегистрировал James Webb.
Главный исследователь Андреа Банзатти из Техасского государственного университета заметил: «James Webb наконец установил связь между водяным паром внутреннего диска и дрейфом ледяных обломков из внешнего диска. Ранее мы представляли формирование планет как статический процесс, где они образуются в изолированных зонах. Теперь мы имеем свидетельства того, что эти зоны могут взаимодействовать. Открытие дает новые возможности для изучения образования каменистых планет».
Что увидел James Webb с помощью MIRI
Исследователи использовали инструмент среднего инфракрасного диапазона MIRI космического телескопа для исследования четырех протопланетных дисков, окружающих солнцеподобные звезды. Все эти звезды имели возраст от 2 до 3 млн лет, что очень мало по меркам Вселенной.
Исследователи надеялись определить, существует ли во внутренней, каменистой части компактных дисков больше воды по сравнению с расширенными дисками. Это было бы логичным, если дрейф камней более эффективен и доставляет много вещества (с водой включительно) ко внутренним планетам. Для этого команда использовала спектрометр среднего разрешения MIRI, поскольку он чувствителен к излучению водяного пара.
Результаты подтвердили ожидания, обнаружив избыток холодной воды в протопланетных дисках. Исследования показывают, что большие планеты могут формировать кольца повышенного давления, где собирается материал для планетообразования. Именно так мог возникнуть Юпитер в нашей Солнечной системе — он препятствовал доставке воды и камней ко внутренней, относительно бедной водой зоне скалистых планет.
Разгадка давней загадки
Вначале результаты исследования выглядели странно. Они показывали, что в меньших, более компактных дисках вода холоднее, в больших по размеру — горячее. Это было непонятно, поскольку выбранные звезды имели схожие температуры. Но после объединения данных с обоих типов стало очевидно, что в компактных дисках вода находится на значительно меньших расстояниях от снеговой линии — примерно в десять раз ближе к звезде, чем орбита Нептуна.
Открытие помогло прояснить важный аспект формирования планет и позволило лучше понять процессы, происходящие в других планетных системах.
Ранее мы сообщали о том, как James Webb попытался отыскать планету в системе Фомальгаута.
По материалам phys.org
Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine
