Некоторые из самых старых массивных звёзд во Вселенной, являющиеся строительным материалом для таких планет, как Юпитер и Сатурн, начинают формироваться во время роста молодых звезд, - утверждает новое исследование, опубликованное 14 ноября в журнале Nature Astronomy. 
Study suggest that planets grow at the same time as their parent star Amanda Smith
Последние результаты свидетельствуют о том, что звезды и планеты "растут" вместе, опровергая распространенное мнение о том, что планеты формируются только после того, как звезда достигает пика своей эволюции. Это существенно меняет наше понимание того, как возникли планетарные системы, включая нашу Солнечную систему. Возможно, новая концепция поможет разрешить важнейшую астрономическую загадку.
"Некоторые белые карлики являются удивительными лабораториями, потому что их тонкие атмосферы напоминают небесные кладбища".
"Мы довольно хорошо представляем себе, как образуются планеты, но нас беспокоит один нерешенный вопрос - когда они образуются? Когда начинается формирование планет: в самом начале, когда родительская звезда еще растет, или миллионы лет спустя?" - рассказывает ведущий автор проекта доктор Эми Бонсор из Института астрономии Кембриджа.
White Dwarf Found That Once Was Two White Dwarfs
Чтобы понять фундаментальные элементы формирования планет, Бонсор и ее команда изучали атмосферы белых карликовых звезд - древнейших, тусклых остатков звезд, похожих на наше Солнце. "Некоторые белые карлики являются удивительными лабораториями, потому что их тонкие атмосферы похожи на небесные кладбища", - говорит Бонсор.
Обычно телескопы не способны наблюдать внутреннюю атмосферу планет. Однако особая группа белых карликов, называемых "загрязненными" системами, имеет в своих атмосферах тяжелые элементы, такие как кальций, магний и железо.
Вероятно, эти вещества возникли из крошечных космических объектов, например, астероидов, образовавшихся во время формирования планет. Они столкнулись с белыми карликами, прежде чем произошло их воспламенение в атмосферах.
Поэтому такие фрагментированные остатки астероидов могут быть изучены с помощью спектроскопических исследований в атмосферах загрязненных белых карликов. Такой подход позволит астрономам получить четкое представление об условиях, в которых они эволюционировали.
В новом исследовании были изучены спектроскопические измерения атмосфер двухсот загрязненных белых карликов из близлежащих галактик. Согласно проведенному анализу, химический состав атмосфер таких звезд можно исследовать только в том случае, если многие из первоначальных астероидов были расплавлены. В результате тяжелое железо опустилось в ядро, а более легкие компоненты всплыли на поверхность. Когда-то подобный процесс, известный как дифференциация, привел к возникновению богатого железом ядра Земли.
Исследование показало, что "процесс формирования планет должен начаться очень быстро", что подтверждает развивающуюся гипотезу этой области." Причиной плавления могут быть только очень короткоживущие радиоактивные элементы, которые существовали на самых ранних стадиях планетарной системы, но распадаются всего за миллион лет", - сказала Бонсор. "Другими словами, если эти астероиды были расплавлены чем-то, что существует лишь очень короткое время на заре планетарной системы, то процесс формирования планет должен начаться очень быстро", - пояснила она.
Согласно результатам исследования, модель раннего формирования, по всей видимости, является верной. Это означает, что у Юпитера и Сатурна было предостаточно времени, чтобы достигнуть своих современных размеров. "Наше исследование дополняет растущий консенсус в этой области о том, что формирование планет началось достаточно рано, причем первые планеты формировались одновременно со звездой", - подчеркнула Бонсор.
Будущие исследования белых карликов помогут лучше понять, как формируются планеты
"Это только начало - каждый раз, когда мы находим нового белого карлика, мы получаем новые доказательства и узнаем больше о том, как формируются планеты", - заявила Бонсор.
"Мы можем отслеживать такие элементы, как никель и хром, и точно определить, какого размера должен был быть астероид, прежде чем сформировалось его железное ядро. Удивительно, но мы можем исследовать подобные процессы в экзопланетных системах".
В исследовании приняли участие ученые из Института Макса Планка по изучению Солнечной системы в Геттингене, Оксфордского университета, Университета Людвига-Максимилиана в Мюнхене, Университета Гронингена и других учреждений.
Источники: Journal, Nature Astronomy.
https://dx.doi.org/10.1038/s41550-022-01815-8
https://www.eurekalert.org/news-releases/970902
