Зазвичай вважається, що атмосфери новонароджених екзопланет мають містити ті ж хімічні елементи, що і протопланетні диски, які їх породили. Однак нове дослідження системи PDS 70 спростовує це твердження.
Атмосфери планет та газопилові диски
Нещодавно вчені поставили під сумнів твердження про те, на що мають бути схожі атмосфери новонароджених екзопланет. Мова як про ті світи, що схожі на Землю, так і про газові гіганти, які нагадують Юпітер.
Усі планети утворюються з газопилових дисків, які оточують новонароджені світила. Досі вважалося, що атмосфери світів, які щойно утворилися, мають за своїм хімічним складом повторювати те, з чого вони виникли, бо які ще можуть бути там гази, крім тих, що оточували зародок планети?
При цьому твердження це насправді на жодних спостереженнях не базувалося. Бо ми ще занадто мало спостерігаємо за Всесвітом, тому ще не мали можливості визначити хімічний склад і самого диску, і планет, які з нього утворилися.
Єдиний нам доступний спосіб це зробити — вивчити ті протопланетні диски, в яких вже йде формування нових світів, і подивитися, як воно насправді. Проте зробити це зовсім непросто, адже вони переважно дуже далеко від нас. Тому розділити світло від планет та пилу, що їх оточує, вкрай непросто.
Система PDS 70
І ось тут з’явилося нещодавнє дослідження, опубліковане в журналі Astrophysical Journal Letters. У ньому автори розповідають, як їм все ж вдалося провести спектральний аналіз світла від протопланетного диска в системі PDS 70 і світів, що в ньому формуються.
Система PDS 70 розташована на відстані лише 366 світлових років від нас у напрямку сузір’я Центавра. Її вік оцінюється у 5 млн років. У протопланетному диску обертаються дві схожі на Юпітер планети: PDS 70b і PDS 70c.
Першу з них і дослідили науковці. Завдяки розробленій авторами технології фотоніки вдалося виділити спектр самої планети та розпізнати у ньому сигнал від води та чадного газу. За ним вдалося розрахувати склад атмосфери.
Науковці порівняли співвідношення вуглецю та кисню на планеті з тим, що спостерігається в самому диску, очікуючи, що вони збігатимуться. Проте виявилося, що в атмосфері планети це співвідношення набагато нижче.
Самі автори передбачають два можливі сценарії того, як це могло статися. Згідно з першим, планета сформувалася ще до того, як протопланетний диск збагатився вуглецем. Інше пояснення полягає в тому, що планета могла вирости в основному за рахунок поглинання великої кількості твердих матеріалів на додаток до газів. У той час як спектри показують лише гази, частина вуглецю та кисню спочатку могла бути виділена з твердої речовини, потрапивши у пастку льоду та пилу.
За матеріалами phys.org
