Материалы портала «Научная Россия»

Астрономы впервые наблюдали «линию снега» около звезды

Астрономы впервые наблюдали «линию снега» около звезды
Телескоп ALMA помог увидеть, где именно образуются твёрдые замёрзшие частицы, и это внесёт больше ясности в представления о возникновении планет и комет

«Линия снега» впервые обнаружена в далёкой новорождённой планетной системе, в протопланетном диске, который окружает солнцеподобную звезду TW Гидры. Изучение этой детали поможет больше узнать о механизме образования планет и комет, о факторах, определяющих их состав, и в конечном счёте об истории самой Солнечной системы. Результаты работы опубликованы в журнале Science Express.

Астрономы, работающие на телескопе ALMA в Чили, впервые получили изображение «линии снега» в пылевом протопланетном диске. На Земле такая линия хорошо видна в горах: выше определённой границы резкие понижения температуры превращают содержащуюся в воздухе влагу в вечные снега, покрывающие горные вершины, а ниже неё начинается голый каменистый склон.

Подобным же образом формируются и «линии снега» вокруг молодых звёзд, в холодных периферийных частях протопланетных дисков. С удалением от звезды первой замерзает вода (H2O), образуя первую «линию снега». Ещё дальше, по мере падения температуры, в снег превращаются более сложные молекулы: углекислый газ (CO2), метан (CH4) и окись углерода (CO). Эти различные виды снега играют важную роль в развитии протопланетного диска: покрывая микроскопические пылевые частицы клейким слоем, они помогают им при столкновениях между собой не разлетаться в разные стороны и не разрушаться, а слипаться и тем самым становиться строительным материалом для образования планет и комет. К тому же за счёт снега увеличивается количество твёрдого вещества, а это может резко ускорить формирование планетной системы.

Более того, замерзание каждого отдельного вещества можно связать с образованием того или иного вида планет. К примеру, сухие скалистые планеты образуются на внутренней стороне водяной «линии снега», где может существовать только пыль. И напротив, гигантские ледяные планеты формируются за пределами «линии снега» из окиси углерода. Вокруг звезды типа Солнца, в такой же планетной системе, как наша, линия H2O соответствовала бы орбите Марса, а линия CO – орбите Нептуна.

Однако до сих пор «линии снега» никогда не наблюдались непосредственно: так как они всегда образуются в относительно узкой центральной плоскости протопланетного диска, их точные положения и протяжённость не могли быть точно определены. И выше, и ниже той узкой области, где они находятся, излучение звезды не даёт льдинкам образовываться, и только высокая концентрация пыли и газа в центральной плоскости диска создаёт изолированные области, в которых угарный газ и другие соединения могут охлаждаться до твердого состояния.

Теперь же астрономам удалось заглянуть в область, где образуется снег, благодаря остроумному трюку. Вместо  того чтобы наблюдать снег непосредственно в оптических лучах, учёные занялись поисками молекул диазенила (N2H+), ярко излучающего в миллиметровом диапазоне спектра и прекрасно регистрируемого такими радиотелескопами, как ALMA. Эти хрупкие молекулы быстро разрушаются в присутствии газообразной окиси углерода, и поэтому могут появляться в ощутимых количествах только в тех самых областях, где угарный газ превращается в снег и больше не представляет для них опасности.

Открытие «снежной линии» окиси углерода может даже оказаться выходящим за рамки теории образования планет. Лёд, состоящий из угарного газа, необходим для формирования метанола, а он, в свою очередь, является основой более сложных органических молекул, без которых невозможна жизнь. Можно предположить, что эти молекулы переносятся кометами на новорожденные землеподобные планеты, снабжая их, таким образом, необходимыми ингредиентами для зарождения жизни.

Источник: www.eso.org

alma европейская южная обсерватория линия снега рождение планет

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий