Вблизи молодых звезд обнаружили «опасные зоны» для формирования планет

1. Вблизи молодых звезд обнаружили «опасные зоны» для формирования планет

В звездном скоплении под названием Лебедь OB2 (Cygnus OB2), расположенном на расстоянии приблизительно 4600 световых лет от Земли, находятся сотни молодых массивных звезд и тысячи светил меньшей массы. Их излучение, как недавно выяснили астрономы, оказывает разрушительное воздействие на околозвездные протопланетные диски и мешает формированию планет.

Звезды ОВ-типа представляют собой массивные горячие светила бело-голубого или голубого цвета, которые образуют так называемые ОВ-ассоциации — группировки гравитационно не связанных или слабо связанных звезд. Считается, что они имеют общее происхождение, возникая из гигантского молекулярного облака, а их возраст не превышает нескольких миллионов лет.

Лебедь ОВ2 — одна из самых массивных и ярких ОВ-ассоциаций, известных науке. Именно там авторы нового исследования, опубликованного в журнале The Astrophysical Journal, обнаружили так называемые опасные зоны — области вблизи массивных молодых звезд, излучение которых мешает формированию планет и даже делает его невозможным.

К такому выводу команда астрономов во главе с Марио Гуарчелло (Mario Guarcello) из Национального института астрофизики (Италия) пришла, проанализировав данные длительных наблюдений, полученных с помощью космической рентгеновской обсерватории «Чандра» и выведенного из эксплуатации инфракрасного телескопа «Спитцер».

Поскольку в наблюдаемой звездной ассоциации присутствуют светила как с протопланетными дисками, так и без них, исследователи изучили их пространственное распределение и обнаружили, что излучение массивных звезд (и интенсивное ультрафиолетовое излучение меньших светил) существенно ускорило разрушение протопланетных дисков. Затем, объединив данные наблюдений, астрономы создали подробную мозаику региона.

Такой подход позволил найти молодые звезды и области интенсивного излучения в скоплении и прийти к выводу, что высокоэнергетическое излучение массивных молодых звезд приводит к быстрому испарению протопланетных дисков у близлежащих светил, тем самым препятствуя формированию планет и даже предотвращая его.

Ученые также выяснили, что в областях с меньшим количеством массивных звезд (и, следовательно, более низким уровнем высокоэнергетического излучения) примерно 40 процентов молодых светил обладали протопланетными дисками. Однако в регионах с более интенсивным излучением и более высокой плотностью звезд эта доля снизилась до 18 процентов. При этом в самых густонаселенных областях количество светил с протопланетными дисками упало до одного процента.

Отметим, что звездообразование в Млечном Пути происходит в различных средах, а значительная часть светил формируется в скоплениях, где присутствуют массивные звезды типа O и B. Дело в том, что именно эти светила оказывают существенное влияние как на эволюцию протопланетных дисков вокруг соседних молодых звезд, так и на процессы планетообразования. В то время как в более спокойных регионах нашей Галактики условия для образования планетных систем благоприятные, области вблизи массивных звезд оказались «опасными зонами», где вероятность формирования планет существенно снижена.

Результаты нового исследования помогают выявить механизмы, оказывающие влияние на эволюцию протопланетных дисков и имеют важное значение для понимания общей картины формирования планет и звезд. Дальнейшие наблюдения, по мнению авторов научной работы, позволят уточнить, какие именно процессы доминируют в различных средах и как взаимодействуют между собой.

2. В образцах астероида Рюгу нашли «запись» о рождении Солнечной системы

Доставленные на Землю частицы вещества 900-метрового небесного тела сохранили память не только о его межпланетных путешествиях, но и о том, как появились сами планеты.

С тех пор как в 2020 году японский зонд «Хаябуса-2» сбросил на Землю капсулу с грунтом астероида Рюгу, началось расследование межпланетных масштабов. Выяснилось, что всего пять граммов вещества с виду обыкновенной серой глыбы в космосе могут помочь восстановить картину событий за последние 4,5 миллиарда лет.

Рюгу вращается вокруг Солнца и во время каждого оборота пересекает орбиты Земли и Марса. По своей структуре он рыхлый. Как говорят планетологи, это просто груда собранных вместе гравитацией мелких камней. Для таких тел даже придумали термин — rubble pile, «куча щебня».

Исследователи предполагают, что Рюгу перебрался в наши края из Главного пояса астероидов, расположенного между Марсом и Юпитером, и именно там провел большую часть «жизни». Но «родился» он, похоже, еще дальше — где-то в окрестностях Сатурна, а может быть, даже Урана или Нептуна.

Уже по черному цвету доставленных песчинок стало ясно, что Рюгу богат углеродом. Потом в его веществе нашли целый набор разнообразной органики, в том числе аминокислот, которые должны были образоваться в присутствии воды. Во всем этом он похож на метеориты редкого и крайне интересного типа — Сl-хондриты. Ученые уверены, что тела с таким химическим составом не могли сформироваться при температурах выше плюс 50 градусов Цельсия, для этого нужно было находиться довольно далеко от Солнца. К тому же грунт Рюгу очень мелкозернистый, а в ближайших окрестностях нашего светила из-за нагрева образуются частицы гораздо больших размеров.

Астрономы пришли к выводу, что астероид изначально был частью более крупного, богатого водой родительского тела где-то во внешней Солнечной системе. Потом оно столкнулось с каким-то другим, и из «кучи» обломков получилось то, что получилось.

Теперь в этом сценарии появляется еще один эпизод: рассказ о том, что было еще до начала путешествия Рюгу. Ученые из Массачусетского технологического института (США) вместе с коллегами из разных стран рассказали, что в астероиде «записана летопись» о рождении планет Солнечной системы. В статье для издания AGU Advances они сообщили, что измерили напряженность магнитного поля частиц Рюгу и обнаружили, что в его «родном краю» на заре Солнечной системы магнитное поле окружающей среды было слабым — менее 15,8 микротеслы.

Это еще одно подтверждение того, что астероид прибыл издалека. Ранее планетологи сравнивали магнитное поле многих упавших на Землю метеоритов, которые явно сформировались во внутренней Солнечной системе. Оказалось, что вблизи звезды гораздо более сильное электромагнитное поле.

Магнетизм сыграл важную роль в формировании планет: оно влияло на распределение вещества в протопланетном диске и помогало образованию в нем сгустков — будущих миров. По мнению планетологов, на «родине» астероида Рюгу оно было хоть и сравнительно слабым, но все же приемлемым для того, чтобы там появлялись планеты.

3.В южной части марсианской Равнины Утопия обнаружили древнюю прибрежную зону

В мае 2021 года китайский марсоход «Чжужун», запущенный в рамках межпланетной миссии «Тяньвэнь-1», успешно приземлился на Красную планету. И хотя с весны 2022 года аппарат находится в спящем режиме, собранные им данные предоставили новые доказательства в пользу возможного существования древнего океана на поверхности Марса.

Гипотезу, что в северных низинах Марса существовал древний океан, который мог повлиять на ранний климат и атмосферу планеты, в научном сообществе обсуждают давно. Результаты ранее проведенных исследований выявили потенциальные береговые линии и другие геологические особенности, подтверждающие предположения о наличии в этом регионе воды. В частности, похожие на кратеры области часто образовывались в местах, где раньше была вода или лед.

Теперь исследовательская группа под руководством Бо Ву (Bo Wu) из Гонконгского политехнического университета проанализировала геоморфологические особенности района посадки «Чжужуна» и обнаружила признаки, указывающие на наличие прибрежной зоны в южной части Равнины Утопия — одного из крупнейших ударных бассейнов на Марсе. Осадочные породы, слоистые отложения и многослойные подповерхностные слои, выявленные марсоходом, представляют собой типичные структуры для сред с присутствием воды.

Вместо запланированных трех месяцев «Чжужун» проработал на марсианской поверхности целый год. За это время аппарат проехал около двух километров по дну Равнины Утопия, изучая ее геологические особенности.

Авторы исследования, представленного в журнале Scientific Reports, разделили исследуемую зону на три геологически разные области. Первая представляет собой местность где, вероятно, происходил переход между сушей и океаном. Во второй области глубина воды была относительно небольшой, а в третьей достигала значительных величин.

Так как установленный на борту марсохода георадар RoPeR (Rover Penetrating Radar) смог «просветить» недра Красной планеты на глубину до 100 метров, исследовательская группа, исходя из полученных данных (а также спутниковых данных и их анализа), представила свою версию развития событий в южной части Равнины Утопия.

Согласно описанному командой сценарию, океан образовался в результате наводнения примерно 3,65-3,68 миллиарда лет назад, а затем замерз, обнажив береговую линию (что привело к формированию мелководных и глубоководных областей). В конечном итоге около 3,4 миллиарда лет назад океан полностью исчез, потеряв подповерхностные летучие вещества.

Авторы научной работы, однако, отметили, что их открытие не доказывает существование древнего океана на Марсе, а чтобы расставить все точки над i, необходимо доставить на Землю марсианские породы и тщательно их изучить. Тем не менее результаты исследования предоставили важную информацию, свидетельствующую в пользу этой гипотезы, и помогают больше узнать о геологической истории планеты. Команда планирует продолжить исследования, проведя дополнительный анализ данных, полученных с помощью «Чжужуна» и других марсианских миссий.

4. «Джеймс Уэбб» обнаружил следы углерода на поверхности Европы

Спутник Юпитера Европа — одно из немногих небесных тел в Солнечной системе, на котором есть шанс обнаружить жизнь. Недавно там нашли перекись водорода, а теперь благодаря телескопу «Уэбб» еще и углерод, причем в значительном количестве. Анализ показал, что углерод с большой долей вероятности возник в подповерхностном океане и не был доставлен метеоритами или другими внешними источниками. Более того, он появился там недавно. В NASA полагают, что это открытие может служить еще одним шагом к ответу на вопрос, есть ли жизнь на Европе.

Астрономы использовали данные телескопа Джеймса Уэбба, чтобы определить наличие углекислого газа (диоксида углерода) на поверхности Европы. CO2 — часть углеродного цикла, на котором построена вся известная науке жизнь. Анализ показывает, что углерод происходит из океана Европы, а не внешних источников, то есть не был принесен метеоритами. Более того, он появился по геологическим меркам совсем недавно.

Примечательно, что об обнаружении значительных объемов углерода заявили сразу две группы ученых, проводивших независимые исследования. Обе команды определили области накопления замерзшего CO2 на Европе с помощью инфракрасной камеры NIRCam и спектрометра NIRSpec, встроенных в Уэбб. Спектрометр имеет разрешение 320 ? 320 км на каждый пиксель, что позволило разглядеть скопления углекислого газа в регионах Тара и Повис.

Оба региона характеризуются как области с неструктурированной поверхностью. Они формируются в зонах предполагаемых мегаполыней, где океан подо льдом взаимодействует с внешним окружением. Это указывает на то, что углерод происходит из океана, возможно, в результате химических реакций или разложения органических веществ. Этот факт увеличивает вероятность наличия жизни в океане Европы.

В октябре 2024 года NASA отправит к луне Юпитера космический корабль Europa Clipper. Он выполнит десятки близких пролетов мимо Европы, чтобы дополнительно исследовать, подходит ли она для жизни.

Ученые не просто так ищут углекислый газ в космосе. На Земле CO2 является важным компонентом углеродного цикла. Его наличие может указывать на возможное существование аналогичных биологических процессов на других планетах. Он также способен удерживать тепло в атмосфере космического тела. Это может создавать условия, пригодные для жизни, особенно на планетах, которые находятся далеко от своей звезды.