Астрофизики из Университета Аризоны совместно с Институтом SETI раскрыли двухэтапный механизм исчезновения газа из протопланетных дисков вокруг молодых звезд. Анализ данных 72 солнецеподобных систем показал, что космические ветры и излучение быстро уносят сырье для будущих атмосфер, устанавливая жесткие временные рамки для формирования газовых гигантов. Об этом сообщает «Хайтек» со ссылкой на исследование в журнале The Astronomical Journal.
В первые несколько миллионов лет своей жизни звезды окружены плотным облаком, в котором масса газа превышает массу пыли в 100 раз. Этот газ является ключевым строительным материалом для планет вроде Юпитера и Сатурна. Если вещество рассеется слишком рано, зародыши планет просто не успеют набрать массу и сформировать плотную атмосферу.
С помощью инструментов среднего инфракрасного диапазона (MIRI) космического телескопа «Джеймс Уэбб» ученые отследили поведение молекулярного водорода и ионизированного неона. Исследователи зафиксировали протяженные газовые выбросы в 66 дисках из 72 изученных. На основе этих кадров астрономы реконструировали процесс старения звездных систем.
На ранней стадии вещество из диска активно падает на звезду, генерируя сильные магнитные поля. Эти поля захватывают молекулярный газ и выбрасывают его в космос в виде широких конических потоков, унося массу и угловой момент. Физики обнаружили такие конические молекулярные ветры в 46 молодых системах.
Со временем падение вещества прекращается, магнитные ветры затихают, а диск истончается. На этом этапе высокоэнергетическое рентгеновское и ультрафиолетовое излучение звезды начинает беспрепятственно прогревать остатки газа. Этот процесс, называемый фотоиспарением, превращает газ в сугубо атомарный и буквально выжигает диск изнутри. Скорость работы этого финального механизма теперь станет основой для коррекции моделей эволюции экзопланет.
Обложка: молодая звезда в кольце газа и пыли. Потоки из центра — выбросы газа из молодой системы. Источник: ESA/NASA, проект AVO и Paolo Padovani
