Впервые в истории молекула бензола была обнаружена в диске, формирующем планету, вокруг молодой звезды. Помимо бензола, было обнаружено множество других углеродных соединений (углеводородов) и некоторые молекулы, богатые кислородом. Слабыми или отсутствующими, однако, являются следы воды и силикатов.
Диск принадлежит молодой звезде J160532, которая имеет массу в одну десятую от массы нашего Солнца и находится на расстоянии около 500 световых лет от нас, в направлении созвездия Скорпиона. Вокруг таких небольших молодых звезд формируется множество каменистых планет, похожих на Землю.
До сих пор было трудно изучать молекулы в самой внутренней и горячей части этих дисков, где формируется большинство планет, из-за ограниченной чувствительности и спектрального разрешения предыдущих обсерваторий. MIRI, с другой стороны, идеально подходит для этой цели, поскольку ведет наблюдения в среднем инфракрасном диапазоне. Фактически, пройдя через пылевые облака, аппарат смог добраться до горячего газа внутри диска и обнаружил удивительное присутствие сложных молекул.
На планетах будет много углерода, но мало кислорода
Помимо первого в истории наблюдения бензола в протопланетном диске, исследователи также увидели углеводород диацетилен (C4H2) и необычно большое количество газа ацетилена (C2H2), очень реактивного углеводорода.
Удивительно, но в нем очень мало воды и углекислого газа, то есть кислорода гораздо меньше, чем углерода. Гипотеза ученых состоит в том, что кислород заперт в ледяных камешках и планетезималях за пределами линии замерзания — воображаемой линии в планетарной системе, за которой замерзают водные соединения. Эта особенность, отличающаяся от других протопланетных дисков вокруг молодых звезд, позволяет предположить, что формирующиеся планеты будут очень бедны кислородсодержащими соединениями.
Исследователи подозревают, что бензол и (ди)ацетилен выделяются в диск в результате разрушения богатых углеродом пылевых зерен активной молодой звездой. Оставшиеся зерна пыли содержат силикаты с относительно небольшим содержанием углерода. На более поздней стадии зерна с низким содержанием углерода объединяются в более крупные куски. В конечном итоге они становятся каменистыми планетами, такими как Земля. Этот сценарий может объяснить, почему наша Земля содержит так мало углерода.
Изучение формирования планет вокруг звезд с помощью Уэбба
Исследователи обрабатывают данные более чем 30 других пылевых дисков вокруг молодых звезд, полученные с помощью MIRI «Уэбба». В этом году ожидается получение данных еще по 20 дискам. Таким образом, они надеются обнаружить больше молекул и получить больше знаний о формировании планет вокруг звезд, от очень маленьких до тех, которые в 2-3 раза превышают массу нашего Солнца.
Эта первая находка предвещает будущие открытия других молекул, как в этом околозвездном диске, так и в других. И таким образом можно охарактеризовать как можно больше мест, где формируются, растут и эволюционируют планеты, такие же как наша.