|
Звезды и их планеты растут вместе
|
|
|
|
Группа астрономов обнаружила, что формирование планет в нашей молодой Солнечной системе началось намного раньше, чем считалось ранее, при этом строительные блоки планет растут одновременно с их родительской звездой. Изучение некоторых из самых старых звезд во Вселенной предполагает, что строительные блоки таких планет, как Юпитер и Сатурн, начинают формироваться, пока растет молодая звезда. Считалось, что планеты формируются только тогда, когда звезда достигает своего окончательного размера, но новые результаты, опубликованные в журнале Nature Astronomy, предполагают, что звезды и планеты «растут» вместе. Исследование, проведенное Кембриджским университетом, меняет наше понимание того, как формировались планетарные системы, включая нашу собственную Солнечную систему, потенциально решая главную загадку астрономии.
|
|
|
|
«У нас есть довольно хорошее представление о том, как формируются планеты, но у нас есть один нерешенный вопрос: когда они формируются: начинается ли формирование планет рано, когда родительская звезда все еще растет, или миллионы лет спустя?» — сказала доктор Эми Бонсор из Кембриджского института астрономии, первый автор исследования. Чтобы попытаться ответить на этот вопрос, Бонсор и ее коллеги изучили атмосферы звезд белых карликов — древних, тусклых остатков звезд, подобных нашему Солнцу, — чтобы исследовать строительные блоки формирования планет. В исследовании также приняли участие исследователи из Оксфордского университета, Университета Людвига-Максимилиана в Мюнхене, Университета Гронингена и Института исследований солнечной системы им. Макса Планка в Геттингене.
|
|
|
«Некоторые белые карлики — удивительные лаборатории, потому что их разреженная атмосфера почти подобна небесным кладбищам», — сказал Бонсор. Обычно внутренности планет находятся вне досягаемости телескопов. Но особый класс белых карликов, известных как «загрязненные» системы, содержит тяжелые элементы, такие как магний, железо и кальций, в обычно чистой атмосфере. Эти элементы, должно быть, произошли от небольших тел, таких как астероиды, оставшиеся от образования планет, которые врезались в белые карлики и сгорели в их атмосферах. В результате спектроскопические наблюдения за загрязненными белыми карликами могут исследовать внутренности этих разорванных на части астероидов, давая астрономам прямое представление об условиях, в которых они образовались.
|
|
|
|
Считается, что формирование планет начинается с протопланетного диска, состоящего в основном из водорода, гелия и мельчайших частиц льда и пыли, вращающегося вокруг молодой звезды. Согласно современной ведущей теории о том, как формируются планеты, частицы пыли прилипают друг к другу, в конечном итоге образуя все более и более крупные твердые тела. Некоторые из этих более крупных тел будут продолжать срастаться, становясь планетами, а некоторые останутся астероидами, как те, что врезались в белых карликов в текущем исследовании. Исследователи проанализировали спектроскопические наблюдения атмосфер 200 загрязненных белых карликов из ближайших галактик. Согласно их анализу, смесь элементов, наблюдаемая в атмосферах этих белых карликов, может быть объяснена только тем, что многие из первоначальных астероидов когда-то расплавились, что привело к погружению тяжелого железа в ядро, в то время как более легкие элементы плавали на поверхности. Этот процесс, известный как дифференциация, привел к тому, что у Земли появилось ядро, богатое железом.
|
|
|
|
«Причина таяния может быть связана только с очень короткоживущими радиоактивными элементами, которые существовали на самых ранних стадиях планетарной системы, но распались всего за миллион лет», — сказал Бонсор. «Другими словами, если эти астероиды были расплавлены чем-то, что существует очень короткое время на заре планетарной системы, то процесс формирования планет должен начаться очень быстро». Исследование предполагает, что картина раннего формирования, вероятно, верна, а это означает, что у Юпитера и Сатурна было достаточно времени, чтобы вырасти до своих нынешних размеров. «Наше исследование дополняет растущий консенсус в области того, что формирование планет началось рано, и первые тела сформировались одновременно со звездой», — сказал Бонсор.
|
|
|
|
«Анализ загрязненных белых карликов говорит нам, что этот процесс радиоактивного плавления является потенциально повсеместным механизмом, влияющим на формирование всех внесолнечных планет. «Это только начало — каждый раз, когда мы находим новый белый карлик, мы можем собрать больше свидетельств и узнать больше о том, как формируются планеты. Мы можем проследить такие элементы, как никель и хром, и сказать, насколько большим должен быть астероид, когда он сформировал свою железное ядро. Удивительно, что мы можем исследовать подобные процессы в экзопланетных системах».
|
|
|
|
Источник
|
