Богатый CO2 диск вокруг молодой звезды озадачил ученых
Исследование провела международная группа ученых под руководством Дженни Фредиани из Стокгольмского университета. Обнаруженный специалистами диск находится в массивной области звездообразования NGC 6357, расположенной примерно в 53 триллионах километров от Земли.
«В отличие от большинства близлежащих планетообразующих дисков, где во внутренних областях преобладает водяной пар, этот диск удивительно богат углекислым газом», — рассказывает Дженни Фредиани. «Фактически, воды в этой системе так мало, что она едва обнаруживается — это разительный контраст с тем, что мы обычно наблюдаем».
Согласно традиционным моделям, молодая звезда окружена так называемым протопланетным диском из газа и пыли, в котором постепенно образуются планеты. Ледяные частицы, богатые водой, дрейфуют из холодных внешних областей диска к более теплым внутренним зонам, где лед испаряется под воздействием растущих температур. Обычно это приводит к появлению сильных сигналов водяного пара во внутренних зонах диска. Однако в данном случае приборы телескопа зафиксировали необычайно сильный сигнал углекислого газа.
«Это бросает вызов современным моделям химии и эволюции дисков, поскольку они не позволяют объяснить феноменально высокий уровень углекислого газа», — объясняет Фредиани. Соавтор работы Арьян Бик добавляет: «Такое высокое содержание углекислого газа в зоне формирования планет неожиданно. Причиной этого феномена может быть интенсивное ультрафиолетовое излучение — либо от самой звезды, либо от соседних массивных звезд, — которое изменяет химию диска».
Особенно ученых заинтриговала находка редких изотопных вариантов углекислого газа, обогащенных углеродом-13 или изотопами кислорода 17O и 18O. Эти изотопы могут дать ключ к разгадке давней загадки о необычных изотопных следах, которые не раз находили в метеоритах и кометах — реликтах формирования нашей собственной Солнечной системы.
Открытие было сделано в рамках проекта eXtreme Ultraviolet Environments (XUE), который изучает влияние интенсивных радиационных полей на химию дисков. Мария-Клаудия Рамирес-Таннус из Института астрономии Макса Планка в Гейдельберге, руководитель проекта XUE, называет это открытие захватывающим: «Оно показывает, как экстремальные радиационные среды — естественные для массивных областей звездообразования — могут влиять на рождение планет. Поскольку большинство звезд и, вероятно, большинство планет формируются в таких регионах, понимание этих эффектов необходимо для осознания разнообразия планетных атмосфер и их потенциала для поддержания жизни».
Благодаря инструменту MIRI телескопа Джеймса Уэбба, астрономы теперь могут наблюдать далекие, скрытые пылью диски с беспрецедентной детализацией в инфракрасном диапазоне. Это дает критически важную информацию о физических и химических условиях, управляющих формированием планет.
