Возможно, планеты являются ровесниками своих звёзд

Астрономы давно знали, как формируются планеты, но когда это произошло, всегда было неясно. Если выводы команды Кембриджского университета из исследования белых карликов окажутся верными, на этот вопрос будет дан ответ.

Споры в основном ведутся вокруг того, образовались ли звёзды первыми, а планеты последовали за ними миллионы лет спустя, или же звезды и планеты растут вместе. По словам Эми Бонсор из Кембриджского института астрономии, этот вопрос можно решить, изучив атмосферу , окружающую «загрязнённые» белые карлики. Доктор Бонсор является первым автором исследования, только что опубликованного в журнале Nature .

«Некоторые белые карлики — удивительные образцы, потому что их разреженная атмосфера почти подобна небесным кладбищам», — сказала Бонсор.

По её словам, на этих кладбищах обитают остатки материала, который когда-то окружал звёзды. Эти звёзды очень похожи на наше Солнце, которое слишком маленькое, чтобы создать сверхновую. Скорее всего, по мере старения он сбрасывает свои внешние слои, уменьшаясь до доли своего размера, продолжая излучать слабый свет, прежде чем в конечном итоге (теоретически) превратится в мертвого холодного черного карлика.

Так называемые загрязнённые белые карлики содержат много тяжёлых элементов, таких как магний, железо и кальций, и происходят от астероидов, оставшихся от формирования планет. По словам Бонсор, глядя на эти остатки астероидов, астрономы получают возможность заглянуть внутрь астероидов, что помогает понять, как они образовались.

Изучая элементы на этих звёздных кладбищах, Бонсор и ее команда пришли к единственному выводу: планеты должны были сформироваться рано, когда молодые звёзды выбрасывали короткоживущие радиоактивные изотопы, которые вызывали плавление крошечных, но растущих планетезималей, таких как ранняя Земля.

По словам Бонсор, такие радиоактивные изотопы сгорают примерно за миллион лет.

«Другими словами, если эти астероиды были расплавлены чем-то, что существует очень короткое время на заре планетарной системы, то процесс формирования планет должен начаться очень быстро», — сказала Бонсор.

Земля известна как дифференцированная планета, что означает, что она имеет различные композиционные слои. Чтобы получить эти слои, планеты должны аккрецировать много материи из молекулярного облака растущей звезды.

Гравитация выполняет часть работы по перемещению более тяжелых элементов, таких как железо в ядре Земли, к центру планеты, в то время как более легкие элементы перемещаются к поверхности. Этой дифференциации планетарных слоёв способствует гравитация, но, как показывают исследования, центральную роль играет интенсивное тепло от короткоживущих радиоактивных изотопов.

«Анализ загрязнённых белых карликов говорит нам, что этот процесс радиоактивного плавления является потенциально повсеместным механизмом, влияющим на формирование всех внесолнечных планет», — сказала Бонсор.

Для того, чтобы быть в курсе новостей в сфере науки, подписывайтесь на наш Telegram-канал.