Неожиданное открытие в космосе: это изменяет наше понимание вселенной

Ученые из Стокгольмского университета недавно провели исследование, которое выявило необычный химический состав в протопланетном диске.

В областях, где могут возникнуть планеты, напоминающие Землю, зафиксировано аномально высокое количество углекислого газа (CO2). Это открытие, полученное благодаря наблюдениям космического телескопа "Джеймс Уэбб" (JWST), бросает вызов традиционным представлениям о процессах формирования планет. Результаты были опубликованы в научном журнале Astronomy & Astrophysics.

Дженни Фредиани, аспирантка астрономического факультета, подчеркнула, что этот диск существенно отличается от типичных образцов, где в центральных частях преобладает водяной пар. По ее словам, в данной системе воды так мало, что ее трудно обнаружить, что резко контрастирует с обычными наблюдениями.

Молодые звезды рождаются в плотных газовых облаках и формируют вокруг себя диски, где впоследствии могут появляться планеты. Классические теории предполагают, что частицы с водяным льдом перемещаются из холодных внешних зон в теплые внутренние области, где лёд превращается в пар. Однако в этом случае спектральные данные от JWST демонстрируют доминирование углекислого газа.

Фредиани отметила, что такое преобладание CO2 ставит под сомнение существующие модели эволюции дисков, поскольку оно не вписывается в стандартные объяснения. Арьян Бик, работающий в том же университете, добавил, что повышенное содержание углекислого газа может быть результатом интенсивного ультрафиолетового излучения, исходящего от центральной звезды или соседних массивных объектов.

Кроме того, исследователи обнаружили редкие изотопы углекислого газа, включая углерод-13 и изотопы кислорода, которые четко видны на снимках от JWST. Эти находки могут помочь разгадать загадки, связанные с аномальными изотопными следами в метеоритах и кометах — реликтах нашей Солнечной системы.

Протопланетный диск с высоким уровнем CO2 был найден в обширной зоне звездообразования NGC 6357, расположенной на расстоянии около 1,7 килопарсек от Земли. Открытие произошло в рамках проекта XUE, посвященного изучению влияния мощных радиационных полей на химию дисков.

Мария-Клаудия Рамирес-Таннус, возглавляющая этот проект из Института астрономии Общества Макса Планка, указала, что данное открытие иллюстрирует, как экстремальные радиационные условия в районах звездообразования воздействуют на материалы, из которых строятся планеты. Поскольку многие звезды и планеты возникают в подобных средах, понимание этих факторов необходимо для анализа разнообразия атмосфер и потенциала для жизни.

Благодаря инструменту MIRI на борту JWST астрономы получили возможность детально исследовать отдаленные пылевые диски в инфракрасном спектре, что открывает новые данные о физических и химических условиях формирования планет.

Сравнивая такие агрессивные среды с более спокойными, специалисты выявляют разнообразие факторов, влияющих на развитие планетных систем. Астрономы из Стокгольмского и Чалмерского университетов внесли вклад в разработку MIRI, включая его камеру, спектрограф и коронографы, предназначенные для наблюдения за экзопланетами в диапазоне длин волн от 5 до 28 микрон.

Уточнения

Стокгольмский университет — государственный исследовательский университет в Стокгольме, Швеция, основанный как колледж в 1878 году, имеющий статус университета с 1960 года.