Обычно считается, что звезды формируются за миллионы лет до планет, которые вращаются вокруг них, а остаточный материал от звездообразования накапливается, образуя планеты. Но новое исследование «загрязненных белых карликов» дополняет доказательства того, что строительные блоки таких планет, как Юпитер и Сатурн, начинают формироваться, когда молодая звезда растет.
По данным Кембриджского университета, исследование, опубликованное в Астрономия природы потенциально может помочь решить главную загадку в астрономии, изменив научное понимание того, как формируются планетарные системы.
Загрязненные белые карлики
Чтобы узнать больше о хронологии формирования планет, исследователи обратили свое внимание на атмосферы белых карликов, которые являются остатками древних звезд, подобных нашему Солнцу. По словам Эми Бонсор, первого автора исследования, некоторые белые карлики являются «потрясающими лабораториями», потому что у них тонкая атмосфера, которую Бонсор сравнивает с «небесными кладбищами» в заявлении для прессы. Бонсор — научный сотрудник Института астрономии Кембриджского университета.
Обычно телескопы не могут много узнать о внутренней части планет, но «загрязненные» системы белых карликов являются исключением. Загрязненные белые карлики — это белые карлики, которые недавно поглотили планету или астероид, вращавшийся вокруг них. Спектроскопические наблюдения таких загрязненных звезд могут выявить состав астероидов и планет, сгоревших в их атмосфере.
Планетарное образование
Согласно современной ведущей теории образования планет считается, что планеты начинают формироваться в «протопланетных дисках», которые в основном состоят из водорода, гелия и крошечных частиц льда и пыли. Частицы пыли, вращающиеся вокруг молодой звезды, начинают прилипать друг к другу, пока в конечном итоге не образуются все более и более крупные тела. Некоторые из них будут продолжать расти, пока не станут планетами, а другие останутся астероидами.
Для исследования исследовательская группа проанализировала спектроскопические данные атмосфер 200 загрязненных белых карликов из близлежащих галактик. Они заметили, что смесь элементов, наблюдаемая в атмосферах этих звезд, может быть объяснена только тем, что многие астероиды расплавились, в результате чего тяжелые частицы железа опустились в ядро, а более легкие элементы плавают на поверхности. Этот процесс называется дифференциацией, и именно поэтому ядро Земли богато железом.
Причиной плавления могут быть только очень короткоживущие радиоактивные элементы, которые существовали на самых ранних стадиях планетарной системы, но распались всего за миллион лет. 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», — объяснил Бонсор.
По словам Бонсора, это исследование поддерживает «растущий консенсус в этой области» о том, что планеты начинают формироваться рано, в то же время, когда формируются звезды.
