Низка нових досліджень показує, наскільки швидко у протопланетних дисках зменшується кількість газу та пилу. Виявилося, перший зникає швидше, ніж другий, але загалом динаміка достатньо складна, і це сильно впливає на те, які планети утворяться у цій зоряній системі.
Протопланетні диски
Науковцям вперше вдалося докладно дослідити, як із часом у протопланетних дисках змінюється кількість газу та пилу. У цьому їм допоміг Великий субміліметровий масив Атаками (ALMA), а результати викладені у 12 наукових публікаціях.
Протопланетні диски — це щільні хмари пилу та газу, що швидко обертаються в одній площині навколо молодих зір. Усередині них частинки постійно зіштовхуються, злипаються та з часом формують планети. Вчені вважають, що форма дисків впливає на тип тіл, які в них утворюються: чи це буде кам’яниста планета на кшталт Землі, чи газовий гігант.
Протопланетні диски існують навколо зір кілька мільйонів років, перш ніш повністю розсіятися, залишивши тільки планети. Астрономів особливо цікавить, як за цей час змінюється склад пилу й газу в диску, адже ці процеси безпосередньо впливають на формування планет.
Вміст пилу в протопланетних дисках був досліджений за допомогою телескопа ALMA ще раніше, тоді як вивчення газу виявилося значно складнішим. Для цього науковцям довелося провести набагато більше спостережень за допомогою радіотелескопів. Утім, попри труднощі, їм вдалося з’ясувати, які процеси відбуваються з газом у таких дисках.
Зникнення газу
Під час дослідження науковці за допомогою ALMA вивчили 30 протопланетних дисків, розташованих у кількох регіонах зореутворення, що мають різний вік: Змієносця (наймолодший), Вовка (1–3 млн років) та Верхнього Скорпіона (найстаріший). Завдяки цьому вони змогли відстежити увесь процес еволюції протопланетних дисків.
Головний висновок, який зробили вчені, полягає в тому, що на ранніх стадіях газ із систем зникає значно швидше за пил. Якщо у віці близько одного мільйона років сумарна маса газу в протопланетному диску може сягати кількох мас Юпітера, то вже у тримільйонних системах вона зменшується до менш ніж однієї юпітеріанської. Проте згодом цей процес сповільнюється: у системах віком 5–6 млн років газу залишається небагато, але все ж більше, ніж передбачалося раніше.
Усе це має наслідок для теорії утворення протопланетних систем. Бо виходить так, що газові гіганти, подібні до Юпітера, мають дуже короткий час для того, аби утворитися — буквально кілька мільйонів років. А значить, і формування їх має завершуватися раніше, ніж у кам’янистих планет.
За матеріалами phys.org
