Екзопланети формуються навколо молодих зір набагато швидше, ніж очікували науковці. Результати нового дослідження вказують на те, що цей процес триває менше ніж півмільйона років. Відкриття може сприяти покращенню моделей формування планети і допомогти вирішити проблему, яка мучила астрономів з 2018 року. Тоді виявили, що ділянки космічного простору, де відбувається формування екзопланет, містять набагато менше речовини, ніж її потрібно для утворення планет.
Планети формуються з речовини масивних дисків газу й пилу, які оточують молоді зорі. Але виявити протопланети складно, оскільки і зоря, і диск набагато яскравіші, ніж будь-яка крихітна планета.
Щоб дізнатись, скільки є речовини для формування планети, дослідники використовували Велику міліметрову/субміліметрову антену Атакама (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, ALMA) в Чилі для визначення маси дисків навколо молодих зір у віці від 1 до 3 мільйонів років. Раніше виконані дослідження показали, що деяким таким дискам бракувало маси, щоб сформувати навіть єдину екзопланету розміром з Юпітер. Отримані результати свідчать про те, що астрономи або не помітили якийсь прихований запас речовини, або шукали надто пізно в процесі формування планет. Тобто вже після того, як протопланети сконцентрували значну частину матеріалу.
Відповідь, зазначає Лукаш Тихоньєк (Łukasz Tychoniec), аспірант Лейденської обсерваторії та головний автор нової статті, полягає в тому, що «нам потрібно дивитися раніше, а не [шукати] зниклу масу». Разом зі своїми колегами Тихоньєк використовував зображення з ALMA та Дуже великої антени (Very Large Array, VLA) в Нью-Мексико для дослідження 77 протозір у молекулярній хмарі Персея — величезної ділянки зореутворення на відстані приблизно 1000 світлових років від Землі. Астрономи вважають, що вік цих молодих зір становить від 100 000 до 500 000 років.
Антени ALMA та VLA збирають далеке інфрачервоне світло з довжиною хвилі близько 1 міліметра, яке випромінюють зерна пилу і яке може пройти крізь хмари газу в міжзоряному просторі й досягти Землі. Визначення загальної кількості інфрачервоного світла, яке виділяють диски, дає оцінку вмісту пилу, а отже, і їхньої маси. Науковці виявили, що молоді диски містять приблизно на порядок більше матеріалу, ніж диски, які спостерігали лише через 1 або 2 мільйони років пізніше у процесі їх розвитку. Кількості речовини в молодих дисках цілком достатньо для утворення планет. Результати дослідження науковці повідомили у статті, оприлюдненій на сервері попередніх публікацій arXiv. Її взяв до публікації журнал Astronomy & Astrophysics.
На думку астрофізика Меґан Ансделл (Megan Ansdell) з штаб-квартири NASA, великий обсяг вибірки молодих зір та використання двох обсерваторій, які реєструють дещо відмінну довжину хвилі та виявляють різні пилові популяції, вказує на важливість отриманого результату. «Але є багато застережень», — додала вона.
Зокрема, за її словами, було б краще робити висновки на підставі спостережень кількох ділянок зореутворення, а не однієї хмари Персея, яка може мати унікальні умови навколишнього середовища. Тихоньєк говорить, що його група планує докладніше подивитися на більшу кількість молодих зір, щоб побачити, чи є зазначений ефект.
За інф. з сайту www.sciencemag.org
