Більшість зірок формуються у скупченнях, які називаються кластерами або асоціаціями, що включають дуже масивні зірки. Ці гігантські зорі випромінюють велику кількість високоенергетичного випромінювання, яке може зруйнувати відносно крихкі диски пилу і газу, що перебувають у процесі злиття, утворюючи нові планети.
Команда астрономів використала рентгенівську обсерваторію НАСА Чандра в поєднанні з ультрафіолетовими, оптичними та інфрачервоними даними, щоб показати, де в зоряному скупченні можуть бути найбільш підступні місця, де шанси планет на формування зменшуються.
Об’єктом спостережень стало зоряне скупчення Cygnus OB2 – найбільше скупчення зірок поблизу нашого Сонця, розташоване приблизно за 4600 світлових років. Це скупчення містить сотні масивних зірок, а також тисячі менш масивних зірок. Дослідницька команда провела тривалі спостереження за різними ділянками Cygnus OB2 за допомогою обсерваторії «Чандра», після чого всі отримані зображення об’єднали в одне.
На цьому новому комбінованому зображенні дані «Чандри» (фіолетовий колір) відображають дифузне рентгенівське випромінювання та молоді зорі у Cygnus OB2, тоді як інфрачервоні дані телескопа NASA «Спітцер» (червоний, зелений, синій та блакитний кольори) показують молоді зорі, а також холодний пил і газ у всьому регіоні.
Планетоутворюючі диски навколо зірок з часом природно зникають. Частина диска падає на зорю, а частина нагрівається рентгенівським та ультрафіолетовим випромінюванням зорі і випаровується під дією вітру. Останній процес, відомий як “фотовипаровування”, зазвичай займає від 5 до 10 мільйонів років для зірок середнього розміру, перш ніж диск зникає. Якщо поблизу знаходяться масивні зорі, які виробляють найбільше рентгенівського та ультрафіолетового випромінювання, цей процес може бути прискорений.
Дослідники, використовуючи ці дані, знайшли чіткі докази того, що планетоутворюючі диски навколо зірок дійсно зникають набагато швидше, коли вони знаходяться близько до масивних зірок, що виробляють багато високоенергетичного випромінювання. Диски також зникають швидше в регіонах, де зорі тісніше упаковані одна біля одної.
У регіонах скупчення Лебедя OB2 з меншим рівнем високоенергетичного випромінювання та меншою кількістю зірок частка молодих зірок із дисками сягає приблизно 40%. Натомість у зонах з підвищеним високоенергетичним випромінюванням і більшою кількістю зірок ця частка знижується до близько 18%. Найбільший негативний вплив – тобто найменш сприятливе місце для потенційного формування планетної системи – знаходиться на відстані близько 1,6 світлових років від наймасивніших зірок у скупченні.
У паралельному дослідженні тієї ж команди було проаналізовано характеристики дифузного рентгенівського випромінювання в скупченні. Виявилося, що більш енергійне дифузне випромінювання надходить з областей, де газові потоки, що відходять від масивних зірок, стикаються між собою, нагріваючи газ до температур, що призводять до рентгенівського випромінювання. Менш енергійне випромінювання, ймовірно, виникає при зіткненні газу всередині скупчення з навколишнім міжзоряним газом.
Доступні дві окремі статті, що описують дані Чандри про Cygnus OB2. Стаття про планетарні небезпечні зони під керівництвом Маріо Джузеппе Гуарчелло (Національний інститут астрофізики в Палермо, Італія) з’явилася в листопадовому випуску 2023 року серії Astrophysical Journal Supplement Series і доступна тут. Стаття про дифузне випромінювання під керівництвом Хуана Факундо Альбасете-Коломбо (Університет Ріо-Негро, Аргентина) опублікована в тому ж випуску Astrophysical Journal Supplement і доступна тут.
Програмою Чандра керує Центр космічних польотів НАСА ім. Маршалла в Хантсвіллі, штат Алабама. Рентгенівський центр Чандра Смітсонівської астрофізичної обсерваторії контролює наукові операції з Кембриджа, штат Массачусетс, а польоти – з Берлінгтона, штат Массачусетс.
JPL керувала місією космічного телескопа “Спітцер” для Управління наукових місій НАСА у Вашингтоні, доки місія не була виведена з експлуатації в січні 2020 року. Наукові операції проводилися в Науковому центрі Спітцера в Каліфорнійському технологічному інституті. Космічні апарати базувалися в Lockheed Martin Space в Літтлтоні, штат Колорадо. Дані архівуються в Інфрачервоному науковому архіві, яким керує IPAC в Каліфорнійському технологічному інституті. Калтех управляє JPL для NASA.
