Астрономы давно знают, что звезды и планеты формируются из одного материала, однако детали этой взаимосвязи остаются загадкой. Согласно новому обзору, опубликованному на сервере аrXiv, именно пыль играет центральную роль в процессе рождения и эволюции планетных систем, влияя на все стадии — от формирования до гибели звездных систем.
Исследователи во главе с А. Корпораал из Европейской южной обсерватории подготовили аналитическую работу, в которой они рассматривают влияние пыли на формирование планет в протопланетных дисках вокруг молодых звезд. Статья представляет собой попытку объединить звездную эволюцию и процессы планетообразования в единое целое.
Авторы подчеркивают, что звезды и планеты не существуют независимо: они формируются и развиваются в тесной взаимосвязи. Звезды рождаются из облаков газа и пыли, и эта же пыль со временем образует диски, из которых возникают планеты. Затем, на протяжении жизни звезды, ее излучение и звездные ветры продолжают взаимодействовать с окружающей пылью, влияя на эволюцию уже сформировавшихся миров.
Почему пыль так важна для космологии
Протопланетные диски — это скопления газа и твердых частиц (пылевых зерен), окружающие новообразованную звезду. Именно здесь из микроскопических частиц через серии столкновений и агрегаций образуются первые «зерна» будущих планет. Рост этих зерен, их столкновения и слипание приводят к формированию планетезималей — предшественников планет.
Пыль также влияет на так называемую линию замерзания (см. иллюстрацию выше) — область в диске, где вещества переходят из газообразного состояния в твердое. Эта граница во многом определяет, какие типы планет могут возникнуть в той или иной части системы.
Ученые отмечают, что на поздних стадиях жизни звезды пыль не исчезает. В фазе красного гиганта и позже, во время мощных звездных ветров, вокруг звезды вновь могут образовываться диски из выброшенного вещества. В теории это может привести к рождению «второго поколения» планет, хотя этот процесс все еще плохо изучен, да и судьба этих миров незавидна.
Интересные факты
Связь между составом звезды и химией ее планет исследуется и в других работах. Звезды с повышенным содержанием тяжелых элементов (металличности) чаще имеют массивные планеты, что может отражать процессы формирования в протопланетном диске.
Тысячи экзопланет, найденных телескопом Kepler, показывают разнообразие планетных систем, от компактных систем из маленьких каменистых планет до огромных «семейств» газовых гигантов.
В заключение авторы исследования подчеркивают, что понимание динамики пыли в околозвездных дисках — это ключ к разгадке того, как звезды формируют свои «семьи» и как подшефные планеты живут вместе с родительскими светилами.
Хотя многие детали нам до сих пор не ясны, мы знаем точно, что звезды и планеты формируются, живут и эволюционируют в унисон.Акке Корпораал
Недавно мы рассказали о крупнейшем в видимой Вселенной протопланетном диске под необычным названием «Чивито Дракулы».