Согласно новым данным, формирование планет в молодых планетных системах происходит значительно быстрее, чем предполагалось ранее, и этот процесс развивается параллельно с ростом звезды. Ключевую роль в данном открытии сыграли белые карлики, содержащие примеси.
Согласно выводам авторов исследований древнейших звезд, компоненты, из которых состоят планеты, начинают формироваться в процессе роста молодой звезды, а сами планеты возникают уже после того, как звезда достигает зрелости. Тем не менее, работа ученых из Кембриджского университета (Великобритания) продемонстрировала, что звезды и их планеты развиваются синхронно. Статья, опубликованная в журнале Nature Astronomy, может изменить наше понимание формирования планетарных систем, в том числе Солнечной системы.
Ученые обладают достаточно глубокими знаниями о процессе формирования планет, но вопрос о том, когда именно начинается этот процесс, до сих пор остается без ответа. Для прояснения этой проблемы астрономы изучают атмосферы белых карликов – звезд, находящихся в стадии постепенного остывания и утративших способность к термоядерным реакциям. Некоторые из этих белых карликов характеризуются как «загрязненные», поскольку их атмосфера содержит значительное количество тяжелых элементов, включая магний, железо и кальций.
Предполагается, что эти компоненты происходят из малых небесных тел, таких как астероиды, которые остались после формирования планет и были поглощены звездами, разрушившись в их атмосферах. Таким образом, изучение спектров белых карликов, содержащих примеси, даёт возможность исследовать состав этих астероидов и выяснить условия их формирования.
По мнению ученых, процесс формирования планет запускается в протопланетном диске, который преимущественно состоит из водорода, гелия и мельчайших частиц, состоящих из льда и пыли, вращающихся вокруг новорожденной звезды. Пылинки начинают притягиваться друг к другу, формируя все более массивные объекты. В дальнейшем некоторые из них продолжают сталкиваться и объединяться, превращаясь в планеты, в то время как другие сохраняют статус астероидов.
Анализ спектральных данных, полученных при наблюдении атмосфер 200 загрязненных белых карликов в соседних галактиках, указывает на то, что астероиды, столкнувшиеся с ними, подверглись расплавлению. По всей видимости, это плавление вызвано исключительно очень недолгоживущими радиоактивными элементами, присутствовавшими на ранних этапах формирования планетной системы и распавшимися в течение всего лишь миллиона лет.
Если астероиды подверглись расплавлению под воздействием вещества, существовавшего лишь в первые этапы развития планетарной системы, то формирование планет, вероятно, стартовало вскоре после появления звезды. Кроме того, исследователи считают, что некоторые планеты Солнечной системы, например Юпитер и Сатурн, не сразу приобрели свои нынешние размеры.