Экстремальные пылевые диски выдали рождение планет земного типа

Астрономы получили новое подтверждение того, что планетные системы формируются в результате масштабных столкновений. В центре внимания оказались так называемые экстремальные диски — аномально яркие в инфракрасном диапазоне образования вокруг молодых звезд.

Экстремальные диски считаются следствием мощных ударов, при которых испаряется большое количество горной породы. Затем этот пар быстро конденсируется в пылинки размером от миллиметра до сантиметра. Однако до сих пор не было ясно, как связать массу такой пыли с размерами столкнувшихся тел.

Авторы нового исследования, опубликованного на сервере arXiv, смоделировали этот процесс. Они выяснили, что масса сталкивающихся объектов должна быть на много порядков больше, чем масса образовавшейся пыли. Причем чем массивнее диск, тем крупнее должны быть планетные тела, участвовавшие в коллизии.

Для самых ярких из наблюдаемых экстремальных дисков требуются столкновения объектов, сравнимых по массе с Марсом или даже с Землей. Это говорит о том, что в таких системах в настоящее время активно формируются планеты, подобные каменистым мирам нашей Солнечной системы.

По сути, ученые в реальном времени наблюдают процесс сборки землеподобных планет. Ранее такая картина была доступна только в численных моделях. Теперь же астрономы могут напрямую связывать пылевые диски с формированием планет земного типа.

Результаты работы помогут лучше понять эволюцию протопланетных дисков и механизмы роста планет. Кроме того, они дают ключ к интерпретации наблюдений космических телескопов, таких как «Джеймс Уэбб», который способен видеть инфракрасные сигнатуры таких столкновений.

Хотя Земля сформировалась миллиарды лет назад, в других звездных системах подобные процессы идут и сегодня. Открытие подтверждает, что планеты земного типа не редкость во Вселенной, а их появление — закономерный этап эволюции молодых звезд.