Молодые звёзды, похожие на наше Солнце, появляются на свет не в пустоте. Вокруг них кружатся плотные диски из газа и пыли — настоящие космические колыбели, где рождаются планеты. Но газ, главный строительный материал для атмосфер гигантов вроде Юпитера и Сатурна, не вечен. Он постепенно ускользает, и окно возможностей стремительно закрывается.
Новые наблюдения космического телескопа Джеймса Уэбба, охватившие 72 молодые звёздные системы, впервые позволили увидеть, как именно это происходит на разных этапах жизни протопланетных дисков. Исследование, результаты которого опубликованы в The Astronomical Journal, возглавил Наман Баджадж из Университета Аризоны. Среди соавторов — учёный Института SETI Ума Горти, десятилетиями изучавшая процессы рассеивания таких дисков.
Данные с прибора MIRI телескопа Уэбба стали своего рода кинолентой: каждая система — кадр в фильме о первых миллионах лет планетарной эволюции. В самых молодых дисках, куда ещё активно падает вещество на звезду, доминируют мощные струи и широкие ветры. Их двигают магнитные поля, пронизывающие диск. Молекулярный водород — самая распространённая молекула в этих областях — и ионизированный неон помогают учёным отслеживать потоки, уносящие массу и момент импульса прочь.
Со временем картина меняется. Когда поток вещества на звезду ослабевает, струи затихают, а ветры становятся преимущественно атомными. Высокоэнергетическое излучение самой звезды — ультрафиолет и рентген — пробивается сквозь редеющий газ, нагревает его и заставляет улетать. Этот процесс, известный как фотоиспарение, приобретает всё большую роль. Именно его долго изучала Горти, и теперь наблюдения подтверждают, как теория стыкуется с реальностью на десятках систем.
«Формирование планет — это гонка со временем, — отметил Баджадж. — Газовые гиганты вроде Юпитера должны собрать свои массивные атмосферы, пока диск ещё достаточно плотен, чтобы их обеспечить, прежде чем ветры и струи унесут этот сырой материал в космос».
Горти добавляет: рассеивание диска задаёт фундаментальные часы. Как только газ исчезает, возможность построить богатые газом планеты практически заканчивается. В 66 из 72 дисков учёные увидели протяжённые выбросы молекулярного водорода и ионизированного неона. Конические молекулярные ветры обнаружены в 46 системах, быстрые неоновые струи — в 40. Каждая система с неоновой струёй также показывала следы ветра по водороду или кислороду.
Эти данные продолжают более раннюю работу той же группы. В 2024 году с помощью Уэбба удалось сфотографировать, как газ уходит из диска вокруг молодой звезды T Cha. Теперь масштаб вырос до десятков объектов, и становится ясно: ни один механизм не действует в одиночку. Системы переходят от этапа сильных магнитных струй к эпохе атомных ветров, включая фотоиспарение.
Впереди — точные измерения, сколько именно газа уносится и из каких зон диска. Это поможет понять не только, как быстро закрывается окно для гигантов, но и где именно успевают сформироваться разные типы планет. Пока же наблюдения напоминают: во Вселенной всё связано удивительным образом. Гигантские потоки, магнитные поля, излучение молодых звёзд и тонкие химические следы работают вместе, создавая условия, в которых иногда успевают родиться миры, похожие на наш. Мы живём в космосе, где даже рождение планет — это драматическая гонка на миллионы лет, и телескоп Уэбба впервые позволяет увидеть её во всей грандиозной полноте.
