Астрономы: старые звезды рождают новые миры

Звезды, которые считались уже слишком старыми для создания новых планет, оказывается, все еще могут стать домами для новорожденных миров, согласно новому исследованию

В последнем исследовании, результаты которого опубликованы в журнале Nature, использовалась новая техника для измерения массы протопланетного диска (области, где формируются «зародыши» планет) вокруг звезды под названием TW Hydrae. Исследователи обнаружили, что диск содержит достаточно материала, чтобы сформировать пятьдесят Юпитеров.

Один из авторов статьи, доктор Ума Горти из Научно-исследовательского центра Эймс НАСА и сотрудник Института SETI, говорит, что открытие удивительно, потому что возраст звезды оценивается приблизительно в 10 миллионов лет и, теоретически, она не должна иметь достаточно материала в пределах своего диска, чтобы сформировать планету крупного размера.

«Это изменяет наше понимание того, как и когда планеты формируются вокруг своих звезд», – говорит Горти.

Когда звезды рождаются из уплотняющегося молекулярного газа и облаков пыли, они производят уплощенные протопланетные диски, содержащие материал, который уплотняется, нарастает как снежный ком и постепенно становится зародышем планеты.

Астрономы сделали вывод, что большая часть этого материала в TW Hydrae каким-то образом исчезла: или поглотилась другим космическим объектом, или выдулась звездными ветрами в первые несколько миллионов лет жизни звезды.

«TW Hydrae находится на расстоянии приблизительно 176 световых лет от Земли, что относительно близко в астрономических терминах, – говорит Горти. – Мы изучали ее уже довольно длительное время: звезда была нам интересна, потому что в ее протопланетном диске есть своего рода «брешь», которая, возможно, означает процесс формирования планеты. Количество материала, содержащегося в диске, конечно, измерить трудно, но теперь наши технологии дают возможность составить об этом довольно точное представление».

Тяжелый водород

Новая техника измерения протопланетного диска звезды, разработанная Горти и ее коллегами, использовала космический телескоп «Гершель» Европейского космического агентства, который находится на земной орбите. С помощью этого телескопа ученые пытались обнаружить молекулы водородного дейтерида или тяжелого водорода.

Молекулы водорода – основная газовая составляющая планет, но они излучают свет в слишком коротких длинах волны, чтобы их легко можно было обнаружить с помощью современного оборудования.

Газовые молекулы, содержащие дейтерий, более тяжелую версию водорода, излучают свет в большей длине волны, в далекой инфракрасной области спектра, которую способен видеть «Гершель».

Это позволило астрономам относительно точно измерить уровни водородного дейтерида в диске.

Соотношение нормальных и тяжелых молекул водорода в протопланетном диске известно из измерений в Солнечной системе.

Горти и ее коллеги смогли использовать данные водородного дейтерида, чтобы вычислить полную массу протопланетного диска с точностью, в десять раз более высокой, чем когда-либо прежде.

Нужно еще многое узнать

Доктор Саймон О'Тул из Австралийской астрономической обсерватории говорит, что новая техника позволила понять очень важную вещь: количество материала, достаточное для создания планеты в нашей и других системах, было оценено неправильно.

«Наше представление о том, когда, как и как долго происходит планетарное формирование в протопланетном диске звезды, также практически отсутствует, – говорит О'Тул. – Это говорит нам о том, что есть еще очень много того, что мы должны узнать о планетарных системах и их формировании. Как только вы подумаете, что имеете хоть какое-то представление об этом, вы получаете доказательства того, что ничего не знаете».