Астрономы обнаружили солнечную систему с необычно высоким содержанием углерода; это может быть на стадии формирования скалистых планет. FUSE НАСА (Исследователь дальнего ультрафиолетового спектра) и Хаббл обнаружили, что газ вокруг звезды достаточно хорошо соответствует составу нашей Солнечной системы. Интенсивное излучение звезд должно отталкивать этот газ, но атомы ионизированного углерода действуют как тормоз, удерживающий его.
Астрономы обнаружили необычайно большое количество углерода - основы всей земной жизни - в детской солнечной системе вокруг близлежащей звезды Бета Пикторис, расположенной на расстоянии 63 световых лет. «В течение многих лет мы рассматривали эту раннюю формирующуюся солнечную систему как систему, которая могла бы проходить через те же процессы, что и наша солнечная система, когда формировались скалистые планеты, включая Землю», - прокомментировал ведущий автор Аки Роберге, * который начал исследования в то время в отделе земного магнетизма Карнеги. «Но мы получили большой сюрприз - там гораздо больше углеродного газа, чем мы ожидали. Происходит что-то совсем другое ». Исследование, опубликованное 8 июня 2006 года, «Природа», показывает, что либо астероиды или кометы, богатые углеродом, в отличие от нашей солнечной системы, испарились, либо что тела, выделяющие углеродсодержащие виды, такие как метан, вносят любопытный избыток углерода. ,
Пыльные газообразные диски вокруг звезд являются местами рождения планетных систем. Исследователь Карнеги Алисия Вайнбергер, соавтор исследования, объясняет: «Поскольку мы не можем наблюдать нашу собственную солнечную систему, как это было 4,5 миллиарда лет назад, мы смотрим на молодые звезды, чтобы узнать об эволюции дисков, образующих планеты. В конечном счете, мы хотим понять окружающую среду и процессы вокруг других звезд, которые ведут к росту жизни ».
Новое исследование стало возможным благодаря FUSE - дальневосточному спектроскопическому анализатору НАСА - и данным с спектрографа изображений космического телескопа Хаббла. Бета Pictoris почти в два раза больше нашего Солнца и имеет возраст от 8 до 20 миллионов лет. Предыдущие исследования показали, что газ вокруг звезды имеет состав, очень похожий на состав нашей Солнечной системы. Новые измерения отмечают «наиболее полный запас газа в любом мусорном диске» и могут радикально изменить картину.
«Астрономы были озадачены самим существованием газового диска в течение некоторого времени», - прокомментировал Роберге. «Излучение звезды должно уносить газ, поэтому мы не должны видеть газ, вращающийся вокруг звезды». Долгое время считалось, что, возможно, была скрытая масса газа, возможно, водорода, который тормозил отток, так же, как вода замедляет пловца. Теперь авторы считают, что загадочным тормозным материалом является ионизированный углерод (атомы, потерявшие электрон, дают им чистый положительный заряд). Ионы притягивают и отталкивают друг друга благодаря электростатической силе. Углерод не уносится от звезды, поэтому видимый ионизированный углерод очень хорошо замедляет другие газообразные ионы.
Однако данные не дают ответа, что поставило углерод на первое место. Астрономы сравнили элементный состав газа с составом пыли из кометы Галлея, очень старого типа метеорита, и элементным изобилием нашего Солнца. «Это совсем не совпадало», - заметил Роберге.
Удивительно богатый углеродом газ указывает на два возможных направления. Астероиды и кометы, вращающиеся вокруг Beta Pictoris, могут содержать большое количество богатых углеродом материалов, таких как графит и метан. Планеты, образованные из таких тел, будут сильно отличаться от планет Солнечной системы и могут иметь богатые метаном атмосферы, такие как Титан, луна Сатурна. Или астероиды и кометы Beta Pictoris могут быть такими же, как в нашей солнечной системе, когда они были молоды. В то время они могли содержать гораздо больше органического материала, чем кажется сегодня астероидам и кометам. Если это так, на раннюю Землю было доставлено больше строительных блоков жизни, чем предполагалось ранее.
Комментируя, как определить, откуда произошел углерод, Вайнбергер отметил: «Если бы мы могли выяснить, насколько богата углеродом пыль около звезды, что может быть возможно с будущими большими инфракрасными телескопами, мы могли бы выяснить, является ли пыль вероятной источник углерода. » При разрушении планетезималя все элементы, найденные в метеоритах, будут произведены, так что пыль будет соответствовать пыли метеорита. Эти столкновения почти наверняка происходят в части диска Beta Pictoris рядом со звездой. Ледяные тела, довольно далеко от звезды, могут терять летучий метан, но не воду. И это обогатит диск углеродом и водородом.
Такие системы, как Beta Pictoris, распространены или редки? Эта информация поможет ученым лучше понять последствия текущей работы. Бета-Pictoris - безусловно, самый изученный диск в своем роде и единственный, в котором газ был обнаружен в таких деталях. Эта ситуация, скорее всего, сохранится до появления в будущем будущего ультрафиолетового космического телескопа или крупных наземных телескопов, работающих на радиоволнах, таких как Большой миллиметровый массив Atacama, который планируется завершить в 2012 году.
Первоначальный источник: пресс-релиз Карнеги
