Почти 5 миллиардов лет назад область газа гравитационно схлопнулась внутри огромного молекулярного облака. В центре региона начало формироваться Солнце, а вокруг него сформировался протопланетный диск газа и пыли, из которого сформировались Земля и другие планеты Солнечной системы. Мы знаем, как возникла Солнечная система, потому что наблюдали этот процесс в системах по всей галактике. Но есть детали этого процесса, которые мы до сих пор не понимаем, например, почему газовые планеты относительно редки в нашей системе.
В нашей Солнечной системе всего четыре газовые планеты. Остальные — скалистые миры внутренней солнечной системы. Кроме того, есть бесчисленные астероиды, ледяные миры Плутона и внешняя Солнечная система. Большинство из них не содержат много летучих газов, что странно, поскольку ранние протопланетные диски обычно содержат в сто раз больше газа, чем пыли. Так как же газовый диск превратился в планетарную систему, состоящую в основном из камня? Ответ можно найти в недавних наблюдениях за молодой системой, известной как TCha.
Общая идея состоит в том, что на более поздней стадии формирования планет яркость центральной звезды увеличивается. Затем свет звезды вызывает в диске ветры, которые очищают систему от остатков газа. Хотя эта модель может объяснить тип планетных систем, которые мы наблюдаем, этот процесс непосредственно не наблюдался. Так продолжалось до недавнего исследования.
TCha — система на поздних стадиях формирования планет. Более ранние наблюдения показали, что внутри диска имеется большой пылевой зазор радиусом более 30 а.е., что указывает на то, что большая часть раннего материала уже очистилась. Итак, в этом новом исследовании команда использовала наблюдения космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) для измерения спектральных линий ионизированного аргона и неона. Это исследование является первым наблюдением конкретной линии аргона Ar III.
Команда сделала два главных открытия. Первый основан на уровнях энергии ионизации, что указывает на то, что аргон в основном ионизируется сильным ультрафиолетовым светом, а неон в основном ионизируется рентгеновскими лучами. Во-вторых, оба газа быстро расширяются от звезды, о чем свидетельствует доплеровский сдвиг спектральных линий. В совокупности эти открытия показывают, что газы являются частью звездного ветра, движимого фотонами высокой энергии.
Основываясь на наблюдениях, команда подсчитала, что диск TCha каждый год теряет массу примерно на Луну, что достаточно быстро, чтобы очистить планетарные диски, что согласуется с наблюдениями за планетными системами. Хотя многие детали планетарной эволюции мы до сих пор не понимаем, это исследование подтверждает стандартную модель.
Ссылка: Наман С. Баджадж и др. «Наблюдения T Cha с помощью JWST MIRI MRS: открытие пространственно разрешенного дискового ветра». Астрономический журнал 167 (2024): 127.
