Открытие космическим телескопом «Джеймс Уэбб» воды и других молекул во внутренней области горячего протопланетного диска предполагает, что каменистые, похожие на Землю планеты могут формироваться в некоторых очень экстремальных условиях.
Космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) совершил первое в своем роде открытие, обнаружив воду во внутренней области диска из газа и пыли, образующего планеты, окружающего молодую звезду.
Это открытие важно, поскольку вода вместе с другими молекулами, необходимыми для формирования таких миров, как Земля, была обнаружена вблизи нескольких массивных молодых звезд, генерирующих сильное ультрафиолетовое излучение. Раньше считалось, что такие экстремальные условия непригодны для образования каменистых планет, но это новое открытие предполагает, что планеты земного типа могут быть способны формироваться в более широком диапазоне космических сред, чем считалось ранее.
Полученные результаты также могут помочь ученым лучше понять, как сформировались планеты Солнечной системы около 4,5 миллиардов лет назад.
Исследование представляет собой первые результаты программы JWST eXtreme Ultraviolet Environments (XUE), цель которой — охарактеризовать окружающую среду и химический состав огромных вращающихся дисков из пыли, газа и камня, которые окружают звезды в их молодости и в конечном итоге порождают планеты, астероиды и кометы.
«JWST — единственный телескоп с пространственным разрешением и чувствительностью для изучения планетообразующих дисков в массивных регионах звездообразования», — заявила руководитель группы Мария Клаудия Рамирес-Таннус, ученый из Института астрономии Макса Планка в Германии.
Первые результаты кампании XUE получены в результате наблюдений за протопланетным диском, обозначенным XUE 1, который расположен в звездном скоплении Pismis 24.
XUE 1 — лишь один из 15 протопланетных дисков в NGC 6357 — также известной как «Туманность Лобстер» и расположенной примерно в 5500 световых годах от Земли — изучаемой в рамках программы XUE.
Туманность Лобстер — одна из самых молодых и ближайших к Земле областей интенсивного рождения звезд. Здесь также находятся одни из самых массивных звезд Млечного Пути, которые горячее, чем звезды, такие как Солнце, и поэтому излучают больше ультрафиолетового света. Это излучение помогает очистить газ и пыль, породившие эти молодые массивные звезды, а это означает, что эти протопланетные диски не могут долго существовать вокруг этих жестоких звезд; они обычно длятся всего 1 миллион лет или около того.
Команда ожидала, что эти наблюдения покажут, что XUE 1 постоянно подвергается воздействию высоких уровней ультрафиолетового излучения, но они были удивлены, обнаружив, что протопланетный диск также заполнен небольшой, частично кристаллической силикатной пылью, которая могла бы служить строительными блоками для каменистых планет. Помимо этой силикатной пыли и воды, исследователи обнаружили следы таких молекул, как окись углерода, диоксид углерода, цианистый водород и ацетилен.
«Мы были удивлены и взволнованы, потому что это первый раз, когда эти молекулы были обнаружены в таких экстремальных условиях», — говорится в заявлении соавтора исследования Ларса Куиджперса, исследователя из Университета Радбауд в Нидерландах.
Поскольку условия, обнаруженные в протопланетном диске XUE 1 вблизи массивных звезд, аналогичны условиям, обнаруженным в других регионах звездообразования, близких к Земле, населенных звездами малой массы, результаты команды подтверждают идею о том, что это характерно для каменистых планет по всему миру. Млечный Путь будет формироваться вокруг звезд разной массы и в более широком диапазоне сред, чем считали ученые ранее.
«XUE 1 показывает нам, что условия для образования каменистых планет существуют, поэтому следующим шагом будет проверка, насколько это распространено», — сказала Рамирес-Таннус. «Мы будем наблюдать другие диски в том же регионе, чтобы определить частоту, с которой можно наблюдать эти условия».