Наблюдения космического телескопа «Джеймс Уэбб» показали, что газ из протопланетных дисков вокруг молодых звезд, похожих на Солнце, исчезает по-разному на различных этапах развития системы. Ученые изучили 72 таких объекта и проследили, как меняются потоки вещества, уносящие газ в космос. От скорости этого процесса зависит, успеют ли формирующиеся планеты накопить газовые оболочки.
Исследование провела группа под руководством Намана Баджаджа из Университета Аризоны при участии специалиста Института SETI Умы Горти. В ранние миллионы лет существования звезд их окружают плотные диски из газа и пыли, служащие материалом для образования планет. Результаты работы опубликованы в журнале The Astronomical Journal.
Для анализа использовали архивные данные прибора MIRI на борту телескопа «Джеймс Уэбб». Исследователи отслеживали излучение молекулярного водорода и ионизированного неона, по которым можно судить об уходе газа из дисков. В 66 из 72 дисков обнаружили протяженное излучение этих веществ, а конические потоки молекулярного водорода выявили в 46 системах.
В наиболее молодых системах газ продолжает падать на центральную звезду, а из диска выходят мощные струи и широкие потоки молекулярного и атомарного вещества. Их свойства соответствуют ветрам, которые формируются под действием магнитных полей. Такие потоки уносят из диска массу и угловой момент.
По мере старения системы струи ослабевают, а в потоках начинает преобладать атомарный газ. Излучение молодой звезды проникает глубже в диск, нагревает вещество и способствует его испарению в космос. Этот процесс называют фотоиспарением, и с возрастом диска его роль становится заметнее.
Авторы пришли к выводу, что рассеивание протопланетных дисков не определяется одним механизмом. Сначала главную роль играют магнитные струи и ветры, затем возрастает значение атомарных потоков и фотоиспарения. Чем быстрее диск теряет газ, тем меньше времени остается у будущих газовых гигантов на формирование массивной атмосферы.
