Космический снимок недели: телескопы «Джеймс Уэбб» и «Хаббл» объединились, чтобы разгадать «невозможную» тайну планеты

Новые наблюдения космического телескопа Джеймса Уэбба за звездным скоплением под названием NGC 346 проливают свет на то, как, когда и где формировались планеты в ранней Вселенной.

Что это такое: Рассеянное скопление звезд под названием NGC 346

Где находится: на расстоянии 210 000 световых лет от нас, в созвездии Тукана

Когда это было опубликовано: 16 декабря 2024 г.

Почему он такой особенный: это изображение, сделанное космическим телескопом Джеймса Уэбба (JWST), помогло астрономам разгадать давнюю тайну о том, как формируются планеты. Загадка возникла более 20 лет назад, когда космический телескоп «Хаббл» обнаружил самую старую известную планету Вселенной, которая сформировалась раньше, чем ученые считали возможным.

Звезды образуются в больших облаках газа и пыли, называемых молекулярными облаками. Оставшийся газ и пыль собираются в диски вокруг звезд. Планеты, в свою очередь, формируются из этих дисков. Ученые считали, что у ранних звезд не было планет, потому что не хватало более тяжелых элементов, таких как углерод и железо, которые образуются в результате ядерного синтеза звезд и гибели сверхновых. Они считали, что эти более тяжелые элементы необходимы для того, чтобы планетообразующие диски существовали достаточно долго, чтобы планеты формировались.

Связанный: Космическое фото недели: наклоненная спиральная галактика, на съемку которой Хабблу потребовалось 23 года

Но в 2003 году «Хаббл» обнаружил массивную планету, вращающуюся вокруг древней звезды в шаровом скоплении M4, которое находится на расстоянии около 5600 световых лет в Млечном Пути. Шаровые скопления чрезвычайно стары и, следовательно, в них отсутствуют более тяжелые элементы. Возраст экзопланеты составляет около 13 миллиардов лет, что говорит о том, что планеты могли сформироваться раньше, чем ученые считали возможным. Но астрономы не были уверены, как именно она сформировалась на столь раннем этапе истории Вселенной.

Чтобы узнать больше о ранней Вселенной, астрономы используют прокси, которые имеют условия, схожие с древними галактиками. Одним из таких прокси является звездное скопление NGC 346, область звездообразования в Малом Магеллановом Облаке (SMC), карликовой галактике, которая вращается вокруг Млечного Пути. Как и в ранних галактиках, в SMC отсутствуют более тяжелые элементы, и она состоит в основном из водорода и гелия.

Когда астрономы направили «Хаббл» на NGC 346, они обнаружили признаки того, что планетообразующие диски существовали вокруг звезд от 20 до 30 миллионов лет — примерно в 10 раз дольше, чем предсказывали теории. Тем не менее, признаки были слабыми, поэтому астрономам нужны были дополнительные доказательства.

В 2023 году JWST использовала беспрецедентную чувствительность и разрешение, обеспечиваемые спектрографом ближнего инфракрасного диапазона и инструментом среднего инфракрасного диапазона, чтобы подтвердить существование долгоживущих планетообразующих дисков в NGC 346.

Результаты, опубликованные 16 декабря 2024 года в The Astrophysical Journal, подтверждают результат «Хаббла» и предполагают, что отсутствие более тяжелых элементов может замедлить способность звезды рассеивать свой планетообразующий диск, давая планетам больше времени для формирования. Другая теория заключается в том, что первоначальное газовое облако, из которого формируется звезда, может быть больше, что приводит к образованию более массивного и долгоживущего диска.

Чтобы получить больше возвышенных космических снимков, ознакомьтесь с нашими архивами «Космическое фото недели».