Космічний телескоп Джеймса Вебба (JWST) виявив важливий доказ на підтримку давньої гіпотези про формування планет, а це означає, що астрономи впевнені, що вони правильно зрозуміли частину космічного процесу.
Дані JWST, оброблені міжнародною командою дослідників, підтверджують теорію “дрейфу крижаної гальки”, яка вважається життєво важливою для об’єднання пилу та гірських порід, що з часом перетворюються на планети, подібні до нашої.
Простіше кажучи, дрейф крижаної гальки працює так: коли крихітні, вкриті льодом шматочки матеріалу наштовхуються один на одного на зовнішніх ділянках молодого протопланетного диска, вони втрачають імпульс, що дозволяє їм падати в бік зірки в теплішу зону, де їхнє замерзле покриття сублімується.
Саме з цього кільця дрібних уламків і водяної пари формуються кам’янисті планети, які фактично слугують службою доставки будівельних матеріалів по всій новонародженій Сонячній системі.
Якою б гарною не була ця ідея, дослідження далекого зоряного світла, яке могло б вказати на місцезнаходження цієї водяної пари, поки що надто розмиті, щоб з упевненістю сказати, чи відбувається цей дрейф крижаної гальки взагалі.
Водяна пара в компактних та витягнутих дисках. (Банзатті та ін., Astrophysical Journal Letters, 2023)
Тут команда розглянула зображення з високою роздільною здатністю, зроблені інфрачервоною камерою середнього діапазону JWST, щоб дослідити два різновиди протопланетних дисків: компактний і розширений. Як випливає з назв, розширені версії більші і складаються з окремих кілець, розділених тиском і гравітацією, тоді як компактні протопланетні диски більш щільно упаковані один з одним.
Нове дослідження показує, що крижані матеріали дійсно можуть рухатись по протопланетних дисках, хоча на компактних дисках це відбувається легше.
“У минулому ми мали дуже статичну картину формування планет, ніби існували ізольовані зони, з яких формувалися планети”, – каже планетолог Колетт Салик з Вассарського коледжу.
“Тепер у нас є докази того, що ці зони можуть взаємодіяти одна з одною. Це також те, що, як припускають, могло статися в нашій Сонячній системі”.
Порівнюючи дані з компактного та розширеного дисків, команда змогла побачити більше водяної пари, зібраної на “сніговій лінії” компактного диска, де крижані камінці повинні втрачати набагато більше пари.
Це підтверджує ідею про те, що будівельні матеріали можуть рухатися всередину диска, і це явище є більш ефективним у компакт-дисках, де не потрібно долати великі зазори. Коли сублімаційний потік камінців продовжує падати з потойбіччя, вони дають і тверді речовини, і воду, щоб створити насіння нової планети, – так стверджує теорія.
Це захоплююче відкриття стало можливим завдяки надчутливим приладам з високою роздільною здатністю на борту JWST. Тепер астрономи можуть продовжувати досліджувати формування планет, знаючи, що цей процес дійсно відбувається.
“Вебб нарешті виявив зв’язок між водяною парою у внутрішньому диску і дрейфом крижаної гальки із зовнішнього диска”, – говорить астрофізик Андреа Банзатті з Техаського державного університету.
“Це відкриття відкриває захоплюючі перспективи для вивчення формування кам’янистих планет за допомогою “Вебба”!”
