Обнаружен протопланетный диск-изгой: почему вместо воды в нем скрывается угроза для жизни

Астрономы, используя космический телескоп "Джеймс Уэбб" (JWST), сделали открытие, которое способно изменить современные представления о том, как формируются планетные системы. В звездообразующей области NGC 6357, расположенной примерно в 5550 световых годах от Земли, был обнаружен протопланетный диск с уникальным химическим составом. Результаты исследования опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics.

Что такое протопланетные диски

Протопланетные диски — это вращающиеся облака газа и пыли, остающиеся после рождения звезды. Именно они становятся "строительным материалом" для будущих планет: газовых гигантов вроде Юпитера или Сатурна и каменистых миров, подобных Земле или Марсу. Обычно во внутренних областях дисков телескопы фиксируют обилие водяного пара. Это связано с тем, что ледяные частицы из внешних холодных зон постепенно перемещаются внутрь, где нагрев вызывает их сублимацию.

Аномалия в системе XUE 10

Однако в системе XUE 10 исследователи столкнулись с неожиданным результатом. В её диске почти не оказалось воды, зато обнаружено аномально большое количество углекислого газа.

"В отличие от большинства планетообразующих дисков, где водяной пар доминирует во внутренних областях, этот диск аномально богат углекислым газом", — пояснила астроном Дженни Фредиани из Стокгольмского университета.

"Такое большое количество углекислого газа в зоне формирования планет неожиданно для нас. Это указывает на то, что интенсивное ультрафиолетовое излучение — от самой звезды или соседних массивных светил — может менять химию диска", — отметил её коллега Арьян Бик.

Роль ультрафиолетового излучения

Учёные предполагают, что именно экстремальные радиационные условия радикально изменили химический состав. Под воздействием жёсткого ультрафиолета молекулы воды могли разрушаться, а вместо них формировались новые соединения, в том числе углекислый газ. Такой процесс способен полностью изменить будущее планет, которые образуются в диске.

Следы, знакомые по Солнечной системе

Дополнительным открытием стало то, что молекулы углекислого газа в XUE 10 оказались обогащены редкими изотопами углерода и кислорода. Подобные изотопы ранее находили в древних метеоритах и кометах Солнечной системы. Это указывает на то, что наша система могла унаследовать часть химии именно из экстремальных звездообразующих регионов.

Руководитель исследования Мария-Клавдия Рамирес-Таннус из Института астрономии Макса Планка подчеркнула:

"Это показывает, как экстремальные радиационные среды, распространенные в массивных областях звездообразования, могут изменить строительные блоки планет. Поскольку большинство звезд и планет формируются именно в таких регионах, понимание этих процессов необходимо для объяснения разнообразия планетных атмосфер и их обитаемости".

Почему это открытие важно

Наблюдения за системой XUE 10 помогают объяснить, почему одни планетные системы богаты водой, а другие изначально лишены её. Это напрямую связано с вопросом об обитаемости экзопланет и поисками миров, где может существовать жизнь. Если планета формируется в среде, где почти нет воды, её шансы быть пригодной для живых организмов резко снижаются.

Таким образом, открытие, сделанное телескопом "Джеймс Уэбб", становится важным шагом в изучении эволюции планетных систем и разнообразия их атмосфер.

Три интересных факта

1. Космический телескоп "Джеймс Уэбб" способен фиксировать инфракрасное излучение, что позволяет ему заглядывать сквозь облака газа и пыли в самые молодые области звездообразования.
2. Водяной пар в протопланетных дисках играет ключевую роль в формировании будущих океанов планет, а его отсутствие может определять судьбу целых миров.
3. Область NGC 6357, где обнаружена система XUE 10, известна среди астрономов под названием "Небесная роза" из-за своей яркой и необычной формы на астрономических снимках.