Около 20 лет назад ученые с помощью мощного телескопа «Хаббл» взглянули на самую старую из известных экзопланет в космосе.
Как этот газовый гигант, масса которого примерно в 2,5 раза больше массы Юпитера, мог появиться менее чем через 1 миллиард лет после Большого взрыва, — недоумевали ученые. Этот мир, находящийся на расстоянии около 5 600 световых лет в летнем созвездии Скорпиона, более чем в два раза старше Земли. Само его существование противоречит общепринятым представлениям о том, как развивалась Вселенная.
Однако новое исследование, проведенное с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба, работающего в инфракрасном диапазоне, в сотрудничестве с НАСА и его европейскими и канадскими коллегами, позволяет понять, что образование планет было возможно очень и очень давно, даже вокруг примитивных звезд ранней Вселенной.
«Современные модели предсказывают, что при таком небольшом количестве тяжелых элементов диски (материала, из которого строятся планеты) вокруг звезд имеют короткую продолжительность жизни, настолько короткую, что планеты не могут вырасти большими», — заявила Елена Сабби, одна из исследователей Уэбба из NOIRLab Национального научного фонда в Аризоне. «Но «Хаббл» видел эти планеты, значит, что если модели были неверны и диски могли жить дольше?»
Команда «Уэбба» поставила перед собой задачу изучить ранние планетарные диски, нацелившись на Малое Магелланово Облако, карликовую галактику вблизи Млечного Пути. Планетарные диски — это облака газа и пыли, окружающие молодые звезды, которые со временем могут сгуститься и образовать новые миры.
Внутри этой галактики находится активное звездообразующее скопление, получившее название NGC 346. Поскольку в скоплении отсутствует большое количество тяжелых элементов — в нем всего около 10 процентов тяжелых элементов, из которых состоит Солнце, — ученые использовали его в качестве аналога условий ранней Вселенной.
Исследователи изучили 10 звезд в этом скоплении и обнаружили, что даже в преклонном возрасте они все еще сохраняют значительные диски. Ранее считалось, что эти примитивные звезды должны были потерять свои легкие диски довольно быстро, всего через два-три миллиона лет. Результаты исследования были опубликованы в понедельник в журнале The Astrophysical Journal.
«Мы видим, что эти звезды действительно окружены дисками и все еще находятся в процессе поглощения материала, даже в относительно старом возрасте — 20 или 30 миллионов лет», — сказал Гвидо де Марчи, руководитель исследования, работающий в Европейском центре космических исследований и технологий в Нидерландах. «Это также означает, что у планет есть больше времени для формирования и роста вокруг этих звезд».
Ядра звезд считаются фабриками элементов: Например, они производят углерод — химическое вещество, на котором основаны люди и большая часть жизни на Земле. Затем, в результате взрывов сверхновых, они разносят по межзвездному пространству более тяжелые элементы, такие как кальций, содержащийся в костях, и железо, содержащееся в крови. Это рассеивание дает начало новым поколениям звезд и планет.
Учитывая, что большинство химических веществ во Вселенной, как считается, возникло из взорвавшихся звезд, ученые пришли к выводу, что первенцы должны были почти полностью состоять из водорода и гелия — примитивного вещества, возникшего в результате Большого взрыва. Со временем, когда звезды умирали и рассеивали более тяжелые элементы, формировались последующие поколения звезд с более разнообразными компонентами.
Команда, изучающая ранние планетарные диски, предполагает, что в условиях ранней Вселенной у планетообразующих дисков могли быть разные пути сохранения целостности. Одно из объяснений заключается в том, что из-за отсутствия в дисках звезд более тяжелых элементов, звездам требуется больше времени, чтобы разрушить их под давлением радиации. Другая возможность заключается в том, что диски могли быть изначально гораздо больше, и звездам требовалось больше времени, чтобы разбросать их, даже если радиационное давление действовало ожидаемым образом.
По словам Сабби, в последнем случае дискам может потребоваться в 10 раз больше времени, чтобы исчезнуть.
«Это имеет значение для формирования планеты и типа архитектуры системы, которая может существовать в этих различных условиях», — сказала она.
Читайте все последние новости астрофизики на New-Science.ru
