Международная группа астрофизиков исследовала первые спектральные данные о протопланетных дисках, окружающих молодые звезды, собранные космическим телескопом «Джеймс Уэбб». Первичный анализ показывает, что диски химически разнообразны и богаты водой, углекислым газом и органическими углеводородными соединениями, такими как бензол, а также крошечными зернами углерода и силикатов.
Исследователи анализировали условия во внутренних областях таких дисков, где ожидается формирование каменистых экзопланет. Первые результаты, представленные в двух статьях, демонстрируют разнообразие областей формирования каменистых планет. Диски варьируются от сред, богатых углеродсодержащими соединениями, до агломератов, содержащих углекислый газ и следы воды.
Подобно отпечаткам пальцев, различные химические вещества создают уникальные идентифицируемые маркеры в спектрах инфракрасного излучения, которые собирает космический телескоп «Джеймс Уэбб». Ученые используют эти данные, чтобы определить химический состав исследуемых областей, в данном случае протопланетных дисков.
Одна из исследуемых областей представляет собой теплый внутренний диск у молодой маломассивной звезды GW Lup. Анализ показал, что это «сухая» область, в которой почти нет молекул воды. При этом исследователи обнаружили молекулы, содержащие углерод и кислород, а также — впервые в протопланетном диске — редкую версию молекулы углекислого газа, содержащую тяжелый изотоп углерода. Отсутствие воды может объяснить пустота вокруг центральной звезды — область, лишенная газа, отмечают ученые.
В спектре другого протопланетного диска, окружающего маломассивную звезду J160532 ученые обнаружили теплый газообразный водород и водородно-углеродные соединения с температурой около 230 °С. Самый сильный спектральный сигнал исходит от горячих молекул ацетилена, каждая из которых состоит из двух атомов углерода и двух атомов водорода.
Другими не менее теплыми газами органических молекул являются диацетилен и бензол, впервые обнаруженные в протопланетном диске, а также, вероятно, метан. Анализ показывает, что этот диск содержит больше углерода, чем кислорода. Такая смесь по химическому составу могла влиять и на формирующиеся там атмосферы планет.
Исследователи отмечают, что даже первые результаты анализа говорят, что «Джеймс Уэбб» «открывает золотой век в астрономии». Будущие исследования помогут узнать больше об условиях формирования планет и найти те из них, на которых может существовать жизнь.
Читать далее:
«Море» кварков внутри одного протона: из чего состоит элементарная частица
Посмотрите на карту Марса с самым высоким разрешением: 110 000 кадров и 5,7 трлн пикселей
Ученые изучили сверхяркий объект, который нарушает закон физики
На обложке: художественная иллюстрация многообразия молекул в протопланетном диске. Изображение: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) / MPIA