Обычно считается, что атмосферы новорожденных экзопланет должны содержать те же химические элементы, что и породившие их протопланетные диски. Однако новое исследование системы PDS 70 опровергает это утверждение.
Атмосферы планет и газопылевые диски
Недавно ученые поставили под сомнение утверждение о том, на что должны быть похожи атмосферы новорожденных экзопланет. Речь идет как о тех мирах, которые похожи на Землю, так и о газовых гигантах, напоминающих Юпитер.
Все планеты образуются из газопылевых дисков, которые окружают новорожденные светила. До сих пор считалось, что атмосферы миров, которые только что образовались, должны по своему химическому составу повторять то, из чего они возникли, ведь какие еще могут быть там газы, кроме тех, что окружали зародыш планеты?
При том утверждение это на самом деле ни на каких наблюдениях не базировалось. Мы еще слишком мало наблюдаем за Вселенной, поэтому еще не имели возможности определить химический состав и самого диска, и планет, которые из него образовались.
Единственный нам доступный способ это сделать — изучить те протопланетные диски, в которых уже идет формирование новых миров, и посмотреть, как оно на самом деле. Однако сделать это совсем непросто, ведь они преимущественно очень далеко от нас. Поэтому разделить свет от планет и пыли, которая их окружает, крайне непросто.
Система PDS 70
И вот тут появилось недавнее исследование, опубликованное в журнале Astrophysical Journal Letters. В нем авторы рассказывают, как им все же удалось провести спектральный анализ света от протопланетного диска в системе PDS 70 и формирующихся в нем миров.
Система PDS 70 находится на расстоянии всего 366 световых лет от нас в направлении созвездия Центавра. Ее возраст оценивается в 5 млн лет. В протопланетном диске вращаются две похожие на Юпитер планеты: PDS 70b и PDS 70c.
Первую из них и исследовали ученые. Благодаря разработанной авторами технологии фотоники удалось выделить спектр самой планеты и распознать в нем сигнал от воды и угарного газа. По нему удалось рассчитать состав атмосферы.
Ученые сравнили соотношение углерода и кислорода на планете с тем, что наблюдается в самом диске, ожидая, что они будут совпадать. Однако оказалось, что в атмосфере планеты это соотношение гораздо ниже.
Сами авторы предполагают два возможных сценария того, как это могло произойти. Согласно первому планета сформировалась еще до того, как протопланетный диск обогатился углеродом. Другое объяснение заключается в том, что планета могла вырасти в основном за счет поглощения большого количества твердых материалов в дополнение к газам. В то время как спектры показывают только газы, часть углерода и кислорода сначала могла быть выделена из твердого вещества, попав в ловушку льда и пыли.
По материалам phys.org
