Планеты до галактик: как сверхновые сформировали первые обитаемые миры

Исторически считалось, что галактики появились раньше планет. Однако новое исследование, опубликованное на arxiv.org, ставит под сомнение эту аксиому. Дэниел Уэйлен из Портсмутского университета предполагает, что обитаемые планеты могли сформироваться в ранней Вселенной до появления галактик, благодаря особым условиям, созданным первичными сверхновыми.

Как всё начиналось: звезды и их роль в формировании планет

Сразу после Большого взрыва во Вселенной доминировали водород (75%) и гелий (25%), с небольшим количеством лития. Элементы тяжелее не существовали, что исключало образование каменистых планет. Но спустя несколько сотен миллионов лет появились первые массивные звезды, известные как звезды популяции III. Они жили недолго, а их взрывы как сверхновых стали источником более тяжелых элементов.

Моделирование: как первичные сверхновые создавали условия для планет

Согласно моделированию, звезды популяции III формировались в гало тёмной материи, где температурные условия способствовали скоплению молекулярного водорода. Эти массивные звезды (с массой около 200 солнечных) быстро взрывались, создавая парно-нестабильные сверхновые (PI). Взрывы обогащали окружающий газ элементами, такими как углерод, кислород и железо, что позволяло формироваться новым звёздам и планетезималям.

Исследователи обнаружили, что после взрыва сверхновой PI формировалась маломассивная звезда (около 0,3 солнечных масс), вокруг которой возникали планетезимали. Они располагались на расстоянии от 0,46 до 1,66 астрономических единиц от звезды и содержали количество воды, аналогичное Солнечной системе. Со временем планетезимали объединялись, образуя каменистые планеты.

Обитаемые миры до галактик

Самое удивительное, что этот процесс мог происходить до формирования первых галактик. Если моделирование верно, то планеты и потенциально пригодные для жизни миры могли существовать в эпоху Cosmic Dawn, когда Вселенная была ещё молода. Это меняет традиционное представление о порядке формирования объектов во Вселенной.

Проблемы и перспективы

Исследование основывается на симуляциях и предполагаемом существовании первичных сверхновых. Однако доказать их существование пока невозможно из-за удалённости и слабости сигналов. Кроме того, знания о звездах популяции III остаются ограниченными: их массы, время жизни и механизмы взрывов всё ещё изучаются. Современные технологии не позволяют наблюдать столь древние объекты, но будущие миссии, такие как телескоп James Webb, могут пролить свет на эту теорию.