Астрофизики изучили состав белых карликов и обнаружили, что формирование планет происходит одновременно с ростом родительской звезды. Так было и в нашей Солнечной системе. Новые данные помогут ученым лучше понимать эволюцию планетарных систем. Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy.
У астрофизиков есть довольно хорошее представление о формировании планет. Согласно основной на сегодняшний день теории процесс начинается в протопланетном диске. Он состоит в основном из водорода, гелия и крошечных частиц льда и пыли, вращающихся вокруг молодой звезды. Частицы пыли прилипают друг к другу и образуют крупные твердые тела. Некоторые из этих более крупных тел будут продолжать срастаться, превращаясь в планеты, а некоторые останутся в виде астероидов. Нерешенным остается вопрос, когда именно планеты формируются: когда звезда еще растет или когда она уже сформировалась?
Специалисты попытались установить эту последовательность. Для этого они изучили атмосферы белых карликов — древних «мертвых» звезд, на которых прекратились термоядерные реакции. Обычно внутренности планет находятся вне досягаемости телескопов. Но особый класс «загрязненных» белых карликов содержит тяжелые элементы, такие как магний, железо и кальций, в их обычно чистой атмосфере. Это позволило исследовать процесс формирования планет.
Ученые полагают, что эти элементы произошли от небольших тел, например астероидов, оставшихся после формирования планет. Эти тела врезались в звезды, ставшие впоследствии белыми карликами, и сгорали в их атмосферах. При помощи спектроскопического анализа (измерения длины волны и частоты электромагнитного излучения) исследователи изучили внутренности этих разорванных на части астероидов, что дало астрономам прямое представление об условиях, в которых они сформировались.
Астрофизики сосредоточились на атмосферах 200 загрязненных белых карликов из близлежащих галактик. Они выяснили, что смесь элементов, наблюдаемая в их атмосферах, могла появиться только в результате плавления астероидов. Во время этого плавления тяжелое железо погружалось в ядро, а более легкие элементы оставались на поверхности.
Астероиды могли начать плавиться только под воздействием радиоактивных элементов, которые существуют на самых ранних стадиях развития планетных систем, но очень быстро распадаются. То есть тела расплавились на заре образования планеты, а значит, процесс формирования этой планеты начался очень рано, пока формировались и другие блоки системы, в том числе рост родительской звезды.
«Каждый раз, когда мы находим новый белый карлик, мы можем узнать больше о том, как формируются планеты. Мы можем проследить такие элементы, как никель и хром, и сказать, насколько большим должен был быть астероид, когда он сформировал свое железное ядро. Удивительно, что мы можем исследовать подобные процессы даже сейчас», — считает главный автор исследования Эми Бонсор из Кембриджского университета.
Автор: Полина Ячменникова
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
