Недалеко от Солнца нашли звезду, окруженную ледяным диском

В окрестностях Солнечной системы сейчас рождается звезда средних размеров, окруженная обширной россыпью вещества — «строительным материалом» для своих будущих планет. Самое интересное, что это оказался именно тот материал, из которого состоит известная нам жизнь: кроме воды, в нем немало углерода различных форм.

Протопланетный диск — то, с чего начинается история, вероятно, каждой звездной системы: облако вещества, которое окружает рождающееся солнце и вращается в плоскости его экватора. Постепенно гравитация в нем делает свое дело — образуются сгустки, и в конце концов появляются новые миры.

Сама их «родительница» — еще не совсем звезда, это протозвезда: в ее ядре пока не начались термоядерные реакции. Она сжимается под действием своей гравитации и будет продолжать это делать, пока сжатие не окажется достаточно сильным для запуска внутри синтеза гелия из водорода.

Посмотреть на процесс рождения новых Солнечных систем интересно хотя бы для того, чтобы понять, как возникло наше собственное космическое семейство и от чего зависит судьба будущей планеты. Недавно ученым удалось наблюдать особенно интересный пример, причем сравнительно недалеко от нас, в 424 световых годах, в звездной OB-ассоциации Скорпиона-Центавра.

Там расположена звезда PDS 453 размерами и массой ориентировочно вдвое больше Солнца. Ее считают чем-то средним между примерно такой же протозвездой T Тельца и так называемыми звездами Хербига, которые тоже еще только формируются, но «весят» побольше — до восьми Солнц.

По оценкам, этой звезде 5-10 миллионов лет, а для такого сравнительно скромного светила это возраст младенческий: гигантские за это время могут уже полностью «перегореть» и взорваться сверхновыми, но звезда такого типа, как PDS 453, «сжигает» в себе водород около двух-трех миллиардов лет. Напомним, нашему Солнцу уже 4,6 миллиарда лет, и оно «проживет» еще примерно столько же.

Еще в 2006 году выяснилось, что у PDS 453 есть протопланетный диск. На этот раз астрономы из французского Университета Гренобль-Альпы вместе с коллегами из других стран подробно рассмотрели его через Очень большой телескоп расположенной в Чили Европейской южной обсерватории. Новые снимки формирующейся системы исследователи показали в своей статье, доступной на сервере препринтов arXiv.org.

Как объяснили ученые, PDS 453 просматривается под таким углом, что вокруг него прослеживается двойная структура — две «отражательные туманности». На самом деле это один большой протопланетный диск. Интересно, что он простирается до расстояния в 160 астрономических единиц. Значит, его край находится в 160 раз дальше от звезды, чем Земля от Солнца. Для сравнения, Плутон никогда не бывает дальше 49 астрономических единиц.

По спектру отражаемого диском света астрономы с уверенностью определяют, что в нем много водяного льда: на дальних окраинах он может составлять вплоть до половины всего объема вещества. Вблизи от звезды, конечно, его должно быть меньше, а примерно начиная с расстояний в 3,7 астрономической единицы никакого льда не должно быть вообще: там слишком жарко.

Кроме того, в этом протопланетном диске выявили присутствие графита, силикатов и так называемого аморфного углерода, лишенного кристаллической решетки. Отметим, что углерод обладает беспрецедентной способностью образовывать разнообразные сложные соединения, и именно поэтому известная науке жизнь — углеродная.

Общая масса вещества вокруг этого протопланетного диска, по оценкам, составляет около шести масс Земли. Значит, на шесть таких миров, как наш, этого материала хватит. Они будут формироваться постепенно — десятки или примерно сотню миллионов лет.