Дані про хімічний склад протопланетних дисків, зібрані космічним телескопом, показують різноманіття планетарних «колисок». Про перші дослідження, повідомляє прес-служба Інституту астрономії Товариства Макса Планка.
Міжнародна група астрофізиків досліджувала перші спектральні дані про протопланетні диски, що оточують молоді зірки, зібрані космічним телескопом «Джеймс Вебб». Первинний аналіз показує, що диски хімічно різноманітні і багаті водою, вуглекислим газом і органічними вуглеводневими сполуками, такими як бензол, а також крихітними зернами вуглецю і силікатів.
Дослідники аналізували умови у внутрішніх областях таких дисків, де очікується формування кам’янистих екзопланет. Перші результати, представлені в двох статтях, демонструють різноманітність областей формування кам’янистих планет. Диски варіюються від середовищ, багатих вуглецевих сполуками, до агломератів, що містять вуглекислий газ і сліди води.
Подібно відбитками пальців, різні хімічні речовини створюють унікальні ідентифікуючі маркери в спектрах інфрачервоного випромінювання, які збирає космічний телескоп «Джеймс Вебб». Вчені використовують ці дані, щоб визначити хімічний склад досліджуваних областей, в цьому випадку протопланетних дисків.
Аналіз спектра протопланетного диска зірки GW Lup. Зображення: S. Grant et al., MPIA
Одна з досліджуваних областей являє собою теплий внутрішній диск у молодої маломасивної зірки GW Lup. Аналіз показав, що це «суха» область, в якій майже немає молекул води. При цьому дослідники виявили молекули, що містять вуглець і кисень, а також — вперше в протопланетному диску — рідкісну версію молекули вуглекислого газу, що містить важкий ізотоп вуглецю. Відсутність води може пояснити порожнеча навколо центральної зірки — область, позбавлена газу, відзначають вчені.
Аналіз спектра протопланетного диска зірки J160532. Зображення: S. Grant et al., MPIA
У спектрі іншого протопланетного диска, що оточує маломасивну зірку J160532 вчені виявили теплий газоподібний водень і воднево-вуглецеві з’єднання з температурою близько 230 °С. Найсильніший спектральний сигнал виходить від гарячих молекул ацетилену, кожна з яких складається з двох атомів вуглецю і двох атомів водню.
Іншими не менше теплими газами органічних молекул є діацетилен і бензол, вперше виявлені в протопланетному диску, а також, ймовірно, метан. Аналіз показує, що цей диск містить більше вуглецю, ніж кисню. Така суміш за хімічним складом могла впливати і на атмосфери планет, що формувалися там.
Дослідники відзначають, що навіть перші результати аналізу говорять, що «Джеймс Вебб» «відкриває золотий вік в астрономії». Майбутні дослідження допоможуть дізнатися більше про умови формування планет і знайти ті з них, на яких може існувати життя.