Планеты и их родительские звезды образованы из одного и того же резервуара туманного вещества, и поэтому их химический состав должен быть сопоставлен, но наблюдаемый состав планет не полностью совпадает с составом их центральных звезд.
Например, в нашей Солнечной системе все каменистые планеты и планетезимали имеют солнечные пропорции тугоплавких элементов (таких элементов, как алюминий, который конденсируется из газа, когда температура падает примерно ниже 1500 К), но лишены летучих элементов (легко испаряющихся, таких как азот). Астрономы считают, что это связано с образованием планет путем слияния уже сконденсировавшейся минеральной пыли.
Когда исходное холодное ядро молекулярного облака коллапсирует и образует диск, тепло от новой звезды (плюс вязкость диска) может вызвать испарение некоторого количества первоначального конденсированного вещества, заставляя последовательность конденсации начинаться заново. , но теперь в условиях более высокой температуры и давления, которые развиваются относительно быстро. Астрономы также анализируют различные типы метеоритов, чтобы определить их химический состав.
В зависимости от значения начального ядра молекулярного облака и диска температуры, созданные во время формирования планеты, могли быть недостаточными для испарения наиболее тугоплавкого из любого ранее существовавшего вещества. Общая ситуация сложна, что затрудняет понимание наблюдаемого химического состава планеты, поскольку разные минералы в планетезималях конденсируются в разных условиях, в разное время и в разных местах.
Геолог CfA Михаил Петаев и его коллеги смоделировали коллапс ядра молекулярного облака и образование звезды, диска и планет, а затем проанализировали эволюционное распределение температуры по всему диску, чтобы вывести последовательность конденсации минералов. Они обнаружили, что свойства исходного ядра облака значительно повлияли на максимальные температуры, достигаемые в диске, и на состав планет и астероидов. Максимальная температура приходится на конец фазы коллапса, через несколько сотен тысяч лет.
Они также обнаружили, что, хотя состав звезды аналогичен составу ядра молекулярного облака, звезда может быть несколько обеднена некоторыми из наиболее тугоплавких элементов, поэтому состав звезды может не быть хорошим приближением к исходному ядру. . Только ядра облаков с высокой начальной температурой (или низким вращением диска) будут производить планеты, богатые тугоплавкими элементами.
Важно отметить, что авторы приходят к выводу, что для того, чтобы воспроизвести состав, наблюдаемый в метеоритах и каменистых планетах Солнечной системы, либо исходное ядро обладало редкими свойствами, такими как температура, близкая к 2000 К (намного выше ожидаемого среднего значения 1250 К), либо какой-либо другой нагрев. источник должен был повысить температуру протопланетного диска.