Низкое содержание металлов в звездах не стало преградой для формирования планет в ранней Вселенной.

В 2003 году астрономы обнаружили убедительные доказательства существования массивной планеты, вращающейся вокруг очень старой звезды, почти равной по возрасту Вселенной. Это открытие казалось парадоксальным, так как низкая металличность древнего светила (то есть небольшое содержание тяжелых элементов) должна была значительно сократить продолжительность «жизни» протопланетного диска. Однако данные, полученные с помощью «Хаббла», показывали обратное и поставили ученых в затруднительное положение.

Теперь, чтобы окончательно разобраться в ситуации, исследовательская группа под руководством Гуидо Де Марки (Guido De Marchi) из Европейского космического агентства (ESA) при помощи орбитальной обсерватории «Джеймс Уэбб» изучила скопление NGC 346 в Малом Магеллановом Облаке — близкой к Земле карликовой галактике, где содержание тяжелых элементов похоже на условия в ранней Вселенной.

Результаты научного исследования, опубликованного в журнале The Astrophysical Journal, показали, что газопылевые диски вокруг солнцеподобных звезд в средах с низким содержанием тяжелых элементов могут существовать десятки миллионов лет — значительно дольше, чем предполагалось ранее.

В частности, наблюдения за скоплением NGC 346 позволили выявить несколько звезд, окруженных планетообразующими дисками: спектральный анализ объектов продемонстрировал явные признаки газового аккреционного процесса и наличие пыли. Возраст этих звезд составил от 20 до 30 миллионов лет. Для сравнения, в обогащенных тяжелыми элементами областях нашей Галактики типичный диск вокруг звезды солнечной массы рассеивается уже через два-пять миллионов лет.

Это открытие подтверждает достоверность данных, полученных с помощью «Хаббла», и приводит к пересмотру существующих моделей формирования планет и их эволюции в ранней Вселенной, поскольку звезды в условиях низкой металличности разгоняют и рассекают свои диски медленнее.

«Если диски „живут“ в 10 раз дольше, чем мы считали, то планеты могут формироваться значительно эффективнее, чем те, которые мы наблюдаем сегодня вокруг звезд с высокой металличностью», — заявила изданию Phys.org астроном Елена Сабби (Elena Sabbi) из Обсерватории «Джемини» (США).

Астрономы также выдвинули гипотезу, что звезды формируются из более массивных газовых облаков, образуя большой и устойчивый к радиации диск. Такой сценарий предоставляет планетам больше времени для роста и накопления материала, даже если в окружающей среде недостаточно тяжелых элементов.

Данные, полученные с помощью космической обсерватории «Джеймс Уэбб», также предполагают, что формирование гигантских планет в юной Вселенной могло быть более распространенным явлением, чем считалось ранее.