Протопланетные диски являются средой формирования планет, находясь под воздействием центральной звезды. Тем не менее, недавние исследования выявили, что звезды также препятствуют формированию планет, излучая ультрафиолетовое излучение.
Протопланетный диск, или проплид, является отправной точкой в процессе формирования планет. И газовые гиганты, и планеты земного типа на ранних этапах своего развития представляют собой плотное (относительно окружающей среды) газопылевое облако, плотность которого возрастает под воздействием гравитации. В таком состоянии планетезимали существуют от одного до трех миллионов лет, пока не сформируют протопланету.
Проплид d203-506, расположенный в созвездии Ориона, должен был пройти этапы эволюции, однако звезды, обусловившие его образование, замедляют этот процесс формирования. Ультрафиолетовое излучение, генерируемое этими звездами, формирует на поверхности диска зону фотодиссоциации (ионизированную область), температура которой постепенно увеличивается. Под воздействием ультрафиолетового излучения газ покидает диск, что приводит к разрушению протопланетного диска.
В области созвездия Ориона d203-506 подвергается воздействию ультрафиолетового излучения не только от ближайших звезд, но и от более удаленных и массивных. Недавно ученые-астрономы представили свежее исследование в Science, в ходе исследования был оценен масштаб воздействия ультрафиолетового излучения с большой длиной волны (около 280 нанометров) на протопланетный диск d203-506, и предложена гипотеза о происхождении Солнечной системы.
Используя данные, полученные с инфракрасного телескопа «Джеймс Уэбб» и радиотелескопа ALMA, команда ученых изучила протопланетные диски в созвездии Ориона. В ходе исследования астрономы установили, что при выходе газа из области фотодиссоциации формируется фронт ионизации. Анализ подобных фронтов позволил исследователям оценить скорость изменения массы диска.
Согласно результатам исследования, авторы определили, что диски, расположенные в созвездии Ориона, теряют массу со скоростью от 10 –8 до 10–6 солнечных масс в год. Что касается нагрева протопланетного диска d203-506, то в области фотодиссоциации температура составила 10 тысяч кельвинов (около 9727 градусов Цельсия) в отличие от не ионизированных областей, где температура достигает максимум 1000 кельвинов. Исследователи сделали вывод, звезды не только тормозят формирование планет из-за ультрафиолетового излучения с длинной волны около 280 нанометров, но пытаются препятствовать их разрушению, удерживая газ в пределах диска за счет гравитационного поля.
Согласно теоретическим моделям, излучение с интенсивностью G0, превышающей 500, препятствует формированию планет-гигантов у звёзд, масса которых не превышает половины массы Солнца. У звёзд с массой менее 0,3 солнечной и интенсивностью излучения G0, не превышающей 10 000, протопланетный диск исчерпывается всего через 130 тысяч лет.
«Согласно результатам изучения Солнечной системы, она возникла в звездном скоплении, где находилась одна или несколько массивных звезд, что могло привести к воздействию на планеты ультрафиолетового излучения с длиной волны приблизительно 280 нанометров, – заключили исследователи.
Считается, что появление новой работы может пролить свет на малочисленность планет-гигантов в системах красных карликов. Интенсивное ультрафиолетовое излучение препятствует образованию крупных планет вблизи этих звезд. Если же гигантские планеты и формируются в подобных системах, то они возникают на значительном удалении от звезды и впоследствии могут переместиться ближе к ней. (сценарий горячего Юпитера)