Webb показал, как у молодых звёзд исчезает материал для планет
Астрономы изучили 72 молодых звезды, похожих на Солнце, и проследили смену механизмов, рассеивающих газ в протопланетных дисках. Для газовых гигантов время на формирование особенно ограничено: после исчезновения газа возможность сформировать планету с массивной атмосферой практически исчезает.
Космический телескоп «Джеймс Уэбб» помог астрономам проследить, как из протопланетных дисков вокруг 72 молодых солнцеподобных звёзд уходит вещество, необходимое для рождения планет. Наблюдения показывают, что механизмы рассеивания диска меняются по мере старения системы, а образование планет идёт в ограниченные сроки.
В начале эволюции дисков основную роль в потере вещества играют мощные джеты и ветры, связанные с магнитными полями. Позже, когда диск становится менее плотным и излучение звезды легче проходит через него, эти процессы ослабевают. На первый план выходит фотоиспарение: высокоэнергетическое излучение молодой звезды ионизирует газ и уносит его в космос.
Авторы отслеживали потерю вещества по движению молекулярного водорода — одного из наиболее распространённых компонентов протопланетных дисков. Поскольку все 72 объектов находятся на разных стадиях ранней жизни планетных систем, исследователи смогли сопоставить эти наблюдения как последовательные кадры эволюции диска.
Сроки особенно важны для будущих газовых гигантов наподобие Юпитера и Сатурна. Им требуется большое количество газа для формирования атмосфер, поэтому они должны успеть собрать его до того, как ветры, джеты и излучение звезды рассеют диск. У каменистых планет потребность в газе существенно меньше.
Данные были получены прибором среднего инфракрасного диапазона MIRI на борту «Джеймса Уэбба». Следующей задачей команда называет оценку количества вещества, которое уносят разные процессы, и определение областей диска, где они действуют. Это должно помочь точнее установить, как быстро прекращается образование планет и в каких частях диска вероятнее формируются разные их типы.