Молоді зорі, схожі на наше Сонце, з'являються на світ не в порожнечі. Навколо них обертаються щільні диски з газу та пилу — справжні космічні колиски, де народжуються планети. Але газ, головний будівельний матеріал для атмосфер гігантів на кшталт Юпітера та Сатурна, не вічний. Він поступово вислизає, і вікно можливостей стрімко зачиняється.
Нові спостереження космічного телескопа Джеймса Вебба, що охопили 72 молодих зоряних систем, уперше дозволили побачити, як саме це відбувається на різних етапах життя протопланетних дисків. Дослідження, результати якого опубліковані в The Astronomical Journal, очолив Наман Баджадж з Університету Аризони. Серед співавторів — науковиця Інституту SETI Ума Ґорті, яка десятиліттями вивчала процеси розсіювання таких дисків.
Дані з приладу MIRI телескопа Вебба стали своєрідною кінострічкою: кожна система — кадр у фільмі про перші мільйони років планетарної еволюції. У наймолодших дисках, куди ще активно падає речовина на зорю, домінують потужні струмені та широкі вітри. Їх рухають магнітні поля, що пронизують диск. Молекулярний водень — найпоширеніша молекула в цих областях — та іонізований неон допомагають ученим відстежувати потоки, що виносять масу та момент імпульсу геть.
З часом картина змінюється. Коли потік речовини на зорю слабшає, струмені затихають, а вітри стають переважно атомними. Високоенергетичне випромінювання самої зорі — ультрафіолет і рентген — пробивається крізь розріджений газ, нагріває його та змушує летіти геть. Цей процес, відомий як фотоіонізаційне випаровування, набуває дедалі більшої ролі. Саме його довго вивчала Ґорті, і тепер спостереження підтверджують, як теорія стикується з реальністю на десятках систем.
«Формування планет — це гонка з часом, — зазначив Баджадж. — Газові гіганти на кшталт Юпітера мають зібрати свої масивні атмосфери, поки диск ще достатньо щільний, щоб їх забезпечити, перш ніж вітри та струмені винесуть цей сирий матеріал у космос».
Ґорті додає: розсіювання диска задає фундаментальний годинник. Щойно газ зникає, можливість побудувати багаті на газ планети практично закінчується. У 66 з 72 дисків учені побачили протяжні викиди молекулярного водню та іонізованого неону. Конічні молекулярні вітри виявлено в 46 системах, швидкі неонові струмені — у 40. Кожна система з неоновим струменем також показувала сліди вітру за воднем або киснем.
Ці дані продовжують ранню роботу тієї ж групи. У 2024 році за допомогою Вебба вдалося сфотографувати, як газ іде з диска навколо молодої зорі T Cha. Тепер масштаб виріс до десятків об'єктів, і стає ясно: жоден механізм не діє поодинці. Системи переходять від етапу сильних магнітних струменів до епохи атомних вітрів, включно з фотоіонізаційним випаровуванням.
Попереду — точні вимірювання, скільки саме газу виноситься і з яких зон диска. Це допоможе зрозуміти не лише, як швидко зачиняється вікно для гігантів, а й де саме встигають сформуватися різні типи планет. Поки ж спостереження нагадують: у Всесвіті все пов'язане дивовижним чином. Гігантські потоки, магнітні поля, випромінювання молодих зір і тонкі хімічні сліди працюють разом, створюючи умови, в яких іноді встигають народитися світи, схожі на наш. Ми живемо в космосі, де навіть народження планет — це драматична гонка на мільйони років, і телескоп Вебба вперше дозволяє побачити її у всій грандіозній повноті.
