Необычный диск, богатый CO₂, у молодой звезды ставит под вопрос модели формирования планет
Изображение области звездообразования NGC 6357 с молодой звездой XUE 10. Наблюдения с помощью инструмента JWST/MIRI выявили протопланетный диск, спектр которого содержит четыре различные формы углекислого газа (CO2), но почти не показывает следов воды. Это даёт новое представление о химической среде, в которой формируются планеты. Автор: Стокгольмский университет (SU) и Мария Клаудия Рамирес-Таннус, Институт астрономии Макса Планка (MPIA).
Исследование под руководством Дженни Фредьяни из Стокгольмского университета обнаружило протопланетный диск с необычным химическим составом: чрезвычайно высокое содержание углекислого газа (CO2) в регионах, где в будущем могут сформироваться планеты земного типа.
Это открытие, сделанное с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST), ставит под сомнение традиционные представления о химии мест формирования планет. Результаты исследования опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics.
«В отличие от большинства близлежащих протопланетных дисков, где внутренние области насыщены водяным паром, этот диск неожиданно богат углекислым газом, — говорит Дженни Фредьяни, аспирантка кафедры астрономии Стокгольмского университета. — Вода здесь настолько редка, что её едва удаётся зафиксировать. Это резко контрастирует с привычными моделями».
Молодые звёзды формируются внутри газопылевых облаков, создавая вокруг себя диски, где рождаются планеты. Согласно классическим теориям, частицы льда с водой мигрируют из холодных внешних областей диска в более тёплые внутренние зоны, где лёд сублимируется в пар. Обычно это приводит к сильным сигнатурам воды во внутренних частях диска. Однако, как показывают данные спектрометра MIRI на JWST, здесь доминирует углекислый газ.
«Высокое соотношение CO₂ к воде невозможно объяснить стандартными процессами эволюции протопланетных дисков, — поясняет Фредьяни. — Это заставляет нас пересмотреть модели их химического состава».
Арьян Бик, исследователь из Стокгольмского университета, добавляет: «Такое обилие CO₂ в зоне формирования планет указывает на влияние интенсивного ультрафиолетового излучения — либо от самой звезды, либо от соседних массивных светил». Также в данных JWST обнаружены редкие изотопы углекислого газа, обогащённые углеродом-13 и кислородом-17/18. Эти изотопные метки могут быть ключом к разгадке аномального состава метеоритов и комет в Солнечной системе.
Диск был найден в области активного звездообразования NGC 6357, расположенной в 1,7 килопарсеках (около 53 триллионов километров) от Земли. Открытие сделано в рамках проекта XUE, изучающего влияние экстремального УФ-излучения на химию протопланетных сред.
«Это открытие показывает, как радиация в массивных звёздных скоплениях меняет “стройматериалы” планет, — отмечает Мария Клаудия Рамирес-Таннус из Института астрономии Макса Планка, руководитель проекта XUE. — Поскольку большинство звёзд и планет формируются в таких регионах, понимание этих процессов важно для изучения разнообразия атмосфер и потенциальной обитаемости миров».
Инструмент MIRI на JWST, разработанный при участии учёных из Стокгольмского университета и Чалмерского технологического института, позволил впервые детально изучить химию далёких дисков в инфракрасном диапазоне. Сравнивая данные из активных и спокойных регионов, астрономы раскрывают, как окружающая среда влияет на формирование планетных систем.
Учёные планируют изучить другие диски в условиях сильного УФ-излучения, чтобы определить, насколько распространены системы, богатые CO₂. Это поможет понять, могли ли подобные процессы влиять на формирование Земли и её соседей. Кроме того, анализ изотопов позволит провести параллели с составом древних метеоритов, раскрывая тайны рождения Солнечной системы.
Открытие CO₂-доминирующего диска заставляет учёных задуматься о новых сценариях формирования планет. Возможно, в регионах с интенсивным излучением химические реакции идут по иному пути, где углекислый газ становится основным «строительным блоком» вместо воды. Это может означать, что экзопланеты в таких системах обладают уникальными атмосферами, богатыми CO₂, что существенно влияет на их потенциальную обитаемость. Дальнейшие наблюдения с JWST помогут определить, является ли эта система исключением или частью более распространённого явления, скрытого за пылевыми облаками молодых звёздных кластеров.
В нашем Telegram‑канале, и группе ВК вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
