Використовуючи космічний телескоп James Webb, учені здійснили сенсаційне відкриття щодо процесу формування планет. Вони виявили, що вода у протопланетних дисках грає ключову роль у цьому процесі. Відкриття підтвердило вже відому модель, у якій частинки льоду з зовнішніх віддалених областей диска дрейфують до внутрішньої кам’янистої зони.
Раніше теорії вказували на те, що крижані частинки, утворені в холодних зовнішніх областях протопланетних дисків, є основною будівельною одиницею для формування планет. Передбачалося, що камінці дрейфують у бік зорі через тертя у газовому диску, доставляючи тверді матеріали і воду на планети. Центральним аспектом цих теорій було те, що коли крижинки досягають області, де лід переходить у газоподібний стан (так званої «снігової лінії»), вони повинні вивільнювати велику кількість холодної водяної пари. Саме це явище зареєстрував James Webb.
Головний дослідник Андреа Банзатті з Техаського державного університету зауважив: «James Webb нарешті встановив зв’язок між водяною парою внутрішнього диска та дрейфом крижаних уламків із зовнішнього диска. Раніше ми уявляли формування планет як статичний процес, де вони утворюються в ізольованих зонах. Тепер ми маємо свідчення того, що ці зони можуть взаємодіяти. Це відкриття відкриває нові можливості для вивчення утворення кам’янистих планет».
Що побачив James Webb за допомогою MIRI
Дослідники використали інструмент середнього інфрачервоного діапазону MIRI космічного телескопа для дослідження чотирьох протопланетних дисків, які оточують сонцеподібні зорі. Усі ці зорі були віком від 2 до 3 млн років, що є дуже мало за мірками Всесвіту.
Дослідники сподівалися визначити, чи у внутрішній, кам’янистій частині компактних дисків міститься більше води порівняно з розширеними дисками. Це було б логічним, якби дрейф камінців був більш ефективним і доставляв багато маси (включно з водою) до внутрішніх планет. Для цього команда використала спектрометр середньої роздільної здатності MIRI, оскільки він чутливий до випромінювання водяної пари.
Результати підтвердили очікування, виявивши надлишок холодної води у протопланетних дисках. Дослідження показують, що великі планети можуть утворювати кільця підвищеного тиску, де збирається матеріал для планетоутворення. Саме так міг виникнути Юпітер у нашій Сонячній системі — він перешкоджав доставці води та каміння до внутрішніх і відносно бідних водою областей, де сформувалися скелясті планети.
Розгадка давньої загадки
Спочатку результати дослідження виглядали дивно. Вони показували, що у менших, компактнішніх дисках вода холодніша, а у більших за розміром — гарячіша. Це було незрозуміло, оскільки обрані зорі мали схожі температури. Але після об’єднання даних про обидва типи стало очевидно, що в компактних дисках вода перебуває на значно менших відстанях від снігової лінії — приблизно в десять разів ближче до зорі, ніж орбіта Нептуна.
Відкриття допомогло прояснити важливий аспект формування планет і дозволило краще зрозуміти процеси, що відбуваються в інших планетних системах.
Раніше ми повідомляли про те, як James Webb спробував відшукати планету в системі Фомальгаута.
За матеріалами phys.org
Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі!
Долучайтеся: https://t.me/ustmagazine
