Планеты формируются из протопланетных дисков под влиянием звезды-хозяйки. Однако последние исследования показали, что звезды также могут препятствовать формированию планет с помощью ультрафиолетового излучения.
Протопланетные диски – это первые этапы формирования планет. Как газовые, так и планеты земного типа на ранних этапах своей эволюции образуют плотные облака газа и пыли (по отношению к окружающей среде), плотность которых увеличивается под действием гравитации. В таких условиях планетезимали существуют от одного до трех миллионов лет, пока не образуются протопланеты.
Протопланета d203-506 в Орионе должна была пройти через этот процесс развития, но влияние звезды, сформировавшей d203-506, препятствует процессу образования. Ультрафиолетовое излучение звезды создает на поверхности диска зоны фотодиссоциации (зоны ионизации), температура которых со временем повышается. Газы, подвергшиеся воздействию ультрафиолетового излучения, покидают диск, что приводит к разрушению протопланетного диска.
Орион d203-506 получает ультрафиолетовое излучение не только от ближайших звезд, но и от более далеких массивных звезд. Недавно астрономы оценили величину воздействия относительно длинноволнового (около 280 нанометров) ультрафиолетового излучения на протопланетный диск d203-506 и выдвинули гипотезу о зарождении Солнечной системы.
Команда исследовала протопланетный диск в созвездии Ориона, используя данные инфракрасного космического телескопа Джеймса Уэбба и радиотелескопа ALMA. Астрономы обнаружили, что фронты ионизации образуются, когда газ покидает область фотодиссоциации. Создав модель этих фронтов, исследователи смогли определить скорость изменения массы диска.
По словам авторов исследования, скорость потери массы дисков Ориона составляет от 10-8 до 10-6 солнечных масс в год. Для нагрева протопланетного диска d203-506 температура в области фотодиссоциации составляет 10 000 Кельвинов (около 9727 градусов Цельсия), в то время как температура в неионизирующей области достигает 1000 Кельвинов. Исследователи пришли к выводу, что звезды не только препятствуют образованию планет с помощью ультрафиолетового излучения с длиной волны около 280 нанометров, но и пытаются предотвратить разрушение планет, удерживая газы в пределах диска за счет гравитационного поля.
Согласно теоретической модели, излучение с интенсивностью G0 ≳ 500 (G0 – отношение звездного ультрафиолетового излучения к среднему значению межзвездной среды) препятствует образованию планет-гигантов вокруг звезд с массой менее половины массы Солнца. Для звезд с массой менее 0,3 массы Солнца и интенсивностью излучения G0 < 10 000 истощение протопланетных дисков занимает всего 130 000 лет.
Авторы заключают:
“Исследования Солнечной системы показали, что она сформировалась в скоплениях, содержащих одну или несколько массивных звезд, и что планеты в Солнечной системе могли подвергаться воздействию ультрафиолетового излучения с длиной волны около 280 нанометров”.
Новое исследование может объяснить, почему количество планет-гигантов в системах красных карликов невелико. Ультрафиолетовое излучение препятствует формированию планет-гигантов вокруг звезд. Если в таких системах и образуются планеты-гиганты, то они могут существовать только на значительном расстоянии от звезды-хозяйки и затем мигрировать к ней (сценарий горячего Юпитера).
Читайте также: Захваченная и уничтоженная луна развернула вращение Венеры, изменив ее навсегда