Ученые из Центра астрофизики Гарварда и Смитсоновского института разгадали загадку окиси углерода в протопланетных дисках, областях пыли и газа вокруг звезд, где формируются планеты и другие небесные тела. Дискам часто не хватает угарного газа по сравнению с прогнозируемыми значениями, что связано с тем, что значительная часть газа превращается в лед. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Astronomy.
Наблюдения за угарным газом, которого много в протопланетных дисках, используются учеными для предсказания эволюции дисков, включая изменения массы, химического состава и температуры. Однако в различных дисках ученые обнаруживают недостаток угарного газа, которого, по современным представлениям, в 3-100 раз меньше, чем должно быть. Различные модели дисковых процессов, которые могут повлиять на содержание СО, не могут объяснить это истощение, которое должно занять около миллиона лет.
Ученые усовершенствовали модель, которая подробно описывает физику конденсации льда на частицах пыли в атмосферах экзопланет. Он учитывает, где конденсируется лед, как он оседает на частицы, какого размера частицы и как они движутся. Эта модель была адаптирована для протопланетных дисков, а затем ее результаты были сопоставлены с реальными наблюдениями угарного газа радиотелескопом ALMA в четырех хорошо изученных дисках: TW Hya, HD 163296, DM Tau и IM Lup.
Было показано, что монооксид углерода конденсируется на частицах и превращается в твердое вещество. Этот лед очень трудно обнаружить с помощью существующих телескопов, что объясняет кажущееся отсутствие СО в протопланетных дисках. Пока диску не исполнится миллион лет, угарный газ содержится в избытке, но после этого периода значительная его часть оказывается в больших грудах льда.
Авторы надеются, что их улучшенная модель будет подтверждена будущими наблюдениями с использованием космического телескопа Джеймса Уэбба, который может быть достаточно мощным, чтобы увидеть лед в дисках.
Подписывайтесь на «Гродно 24» в Дзен Новости и на наш канал в Дзен