Каменные планеты могли сформироваться всего через 100 миллионов лет после Большого взрыва

Каменные планеты могли получить все необходимые ингредиенты для формирования удивительно рано — всего через 100 миллионов лет после Большого взрыва. Credit: AI/ScienceDaily.com

Ингредиенты, необходимые для формирования каменных планет, могли появиться уже через 100 миллионов лет после Большого взрыва, согласно новому исследованию Портсмутского университета. Это означает, что начало формирования планет произошло на удивление близко к зарождению Вселенной, ещё до того, как первые галактики полностью сформировались.

Учёные долгое время считали, что формирование планет стало возможным гораздо позже, а значимые процессы начались лишь через несколько миллиардов лет космической истории. Новые данные предполагают, что необходимые условия могли возникнуть значительно раньше.

Первые звёзды засеяли космос ингредиентами для планет

Некоторые из самых ранних звёзд были чрезвычайно массивными и завершили свою жизнь в результате violent взрывов. Эти звёздные катаклизмы распространили огромные количества таких элементов, как углерод, кислород и железо, в окружающий газ.

Известные как «сверхновые Pop III», эти взрывы стали первыми крупными источниками тяжёлых элементов во Вселенной, необходимых для создания планет и, в конечном счёте, жизни.

Доктор Дэниел Уэйлен из Института космологии и гравитации Портсмутского университета заявил: «Наша новая статья, в которой мой аспирант Крис Джессоп провёл первую часть цепочки моделирования, показывает, что предшественники земных планет могут формироваться вокруг маломассивных долгоживущих звёзд в обломках первых космических взрывов через 100 миллионов лет после Большого взрыва».

«Для сравнения: возраст Вселенной составляет около 13,8 миллиарда лет, так что это невероятно рано в космической истории».

Мощные сверхновые могли создавать диски для формирования планет

Особенно энергичный тип сверхновых Pop III, называемый парно-нестабильной сверхновой, может выбросить более 100 масс Солнца тяжёлых элементов за один взрыв.

Этот материал может значительно увеличить содержание тяжёлых элементов в близлежащих газовых облаках. Когда гравитация сжимает эти обогащённые облака, они могут формировать вращающиеся диски вокруг молодых звёзд, подобные диску, который в конечном итоге породил нашу Солнечную систему.

Доктор Уэйлен добавил: «В наших компьютерных симуляциях ранней Вселенной мы обнаружили такой диск вокруг молодой звезды массой около 70 процентов от массы Солнца. В этом диске накопилось достаточно твёрдого материала, чтобы сформировать несколько земных масс планетарных строительных блоков на примерно том же расстоянии от звезды, что и Земля от Солнца».

Вода уже присутствовала

Симуляции выявили ещё одну поразительную особенность: диск содержал значительные запасы воды.

«Самое удивительное, что диск также содержал значительное количество воды, всего в несколько раз меньше, чем было доступно при формировании нашей Солнечной системы. Это означает, что любые планеты, формирующиеся там, потенциально могли получить воду аналогично Земле, которая, как считается, получила большую часть своей воды из материала, оставшегося в процессе формирования планет».

«Наши результаты показывают, что условия для формирования планет могли существовать гораздо раньше, чем считалось ранее. Если это так, возникает интригующий вопрос: могли ли потенциально обитаемые миры появиться гораздо раньше в истории Вселенной?»

Результаты показывают, что каменные планеты, а возможно, и миры с некоторыми ингредиентами, связанными с обитаемостью, могли стать возможными гораздо раньше в космической истории, чем ожидали учёные.

Статья опубликована в журнале The Astrophysical Letters Journal.

Источники:

Материалы предоставлены Портсмутским университетом.

Эдуард И. Воробьёв, Дэниел Дж. Уэйлен, Мухаммад А. Латиф, Александр Скляревский, Кристофер Джессоп, Рёки Мацукоба, Такаши Хосокава, Девеш Нандал. Формирование планет на космическом рассвете: планетезимали в богатых H2O дисках вокруг маломассивных звёзд. The Astrophysical Journal Letters, 2026; 1007 (2): L51 DOI: 10.3847/2041-8213/ae907c