На этой иллюстрации показана более низкая массовая звезда, окруженная планетой, образующей газ и пыль. Процесс формирования планеты приведет к тому, что пробелы, не показанные на этой иллюстрации, появляются на диске. Потоки возле центра показывают, как материя от диска все еще падает на звезду. Кредит: НАСА/CXC/M. Вайс
Если бы была такая вещь, как фотоальбом вселенной, это могло бы включать снимки блинных дисков газа и пыли, кружащихся вокруг недавно сформированных звезд по всему Млечному пути. Считается, что они, известные как планета, они являются недолговечной особенностью вокруг большинства, если не всех, молодых звезд, предоставляя сырье для формирования планет.
Большинство из этих планетарных питомников недолговечны, как правило, длится всего около 10 миллионов лет-мимолетное существование по космическим стандартам. Теперь, на удивительной находке, исследователи из Университета Аризоны обнаружили, что диски могут украсить своих звезд-принимающих гораздо дольше, чем считали ранее, при условии, что звезды маленькие-одна десятая часть солнечной массы или меньше.
В статье, опубликованной в журнале «Астрофизические письма», исследовательская группа, возглавляемая Фэн Лонг из U of the Lunar и Planetary Laboratory, в Колледже науки, сообщает подробное наблюдение за протопланетическим диском в зрелом возрасте 30 миллионов лет. Представляя первый подробный химический анализ долгоживущего диска с использованием космического телескопа Джеймса Уэбба НАСА, статья дает новое представление о формировании планеты и обитаемости планет за пределами нашей солнечной системы.
«В некотором смысле, протопланетарные диски предоставляют нам детские картины планетарных систем, в том числе представление о том, как наша солнечная система могла выглядеть в зачаточном состоянии», — сказал Лонг, ведущий автор газеты и научный сотрудник Sagan в лунной и планетарной лаборатории.
Пока звезда обладает определенной массой, высокоэнергетическое излучение от молодой звезды выдувает газ и пыль из диска, и он больше не может служить сырью для строительства планет, объясняется давно.
Команда заметила звезду с официальным обозначением J044634.16–262756.1b-более удобно известным как J0446B-в Колумбе Constellation Columba (латинская для «Dove») около 267 световых лет от Земли. Исследователи обнаружили, что его планета, образуя планету, длился примерно в три раза дольше, чем ожидалось.
«Несмотря на то, что мы знаем, что большинство дисков рассеиваются в течение 10 миллионов до 20 миллионов лет, мы обнаруживаем, что для определенных типов звезд их диски могут длиться намного дольше», — сказал Лонг. «Поскольку материалы на диске обеспечивают сырье для планет, срок службы диска определяет, сколько времени система должна формировать планеты».
Несмотря на то, что крошечные звезды сохраняют свои диски дольше, химический макияж их диска существенно не меняется. Подобный химический состав независимо от возраста указывает на то, что химия не изменяется, даже когда диск достигает старшего возраста. Такая долгоживущая, стабильная химическая среда может обеспечить планеты вокруг звезд с низким уровнем массы, и это больше времени для формирования.
Анализируя содержание газа диска, исследователи исключили возможность того, что диск вокруг J0446B является так называемым диском мусора, более длительного типа диска, который состоит из материала второго поколения, создаваемых столкновениями астероидных тел.
«Мы обнаружили, что газы, такие как водород и неоновый, который сообщает нам, что на диске вокруг J0446B все еще остается первичный газ», — сказал Ченгьян Се, докторский студент LPL, который также внес свой вклад в исследование.
Откройте для себя последние в науке, технологии и пространстве с более чем 100 000 подписчиков, которые полагаются на Phys.org для Daily Insights. Подпишитесь на нашу бесплатную рассылку и получите обновления о прорывах, инновациях и исследованиях, которые имеют значение — ежедневно или еженедельно.
По словам авторов, подтвержденное существование долгоживущих дисков, богатых газами, имеет значение для жизни вне нашей солнечной системы. Особый интерес для исследователей представляет систему Trappist-1, расположенная в 40 световых годах от Земли, состоящей из звезды красного карлика и семи планет, аналогичных по размеру по земле. Три из этих планет расположены в «обитаемой зоне», где условия позволяют существовать жидкая вода и предоставлять потенциал для жизни, по крайней мере, в принципе.
Поскольку звезды с долгоживущими планетарными дисками попадают в подобную массовую категорию, как и центральная звезда в системе Trappist-1, существование долгоживущих дисков особенно интересно для эволюции планетарных систем, говорят Лонг и ее соавторы.
«Чтобы сделать конкретное расположение орбит, которые мы видим с помощью Trappist-1, планеты должны мигрировать внутри диска, процесс, который требует наличия газа»,-сказала Илария Паскуччи, профессор планетарных наук в LPL, который был соавтором исследования. «Длительное присутствие газа, которое мы находим на этих дисках, может быть причиной уникальной аранжировки Trappist-1».
Долгоживущие диски не были обнаружены для звезд с высокой массой, таких как The Sun, поскольку звезды в таких системах развиваются гораздо быстрее, а планеты имеют меньше времени для формирования. Несмотря на то, что наша солнечная система выбрала другой эволюционный путь, долгоживущие диски могут многое рассказать исследователям о вселенной, отметили авторы, потому что звезды с низкой массой, как полагают, значительно превосходят по численности солнечных звезд.
«Развитие лучшего понимания того, как развиваются звездные системы с низкой массой и получение снимков долгоживущих дисков могут помочь проложить путь к заполнению пробелов в фотоальбоме Вселенной»,-сказал Лонг.
Информация от: Университетом Аризоны
