Свежие наблюдения позволяют предположить, что условия для формирования каменистых планет, обычно встречающиеся в дисках в регионах, где формируются звезды малой массы, могут также возникать в областях, где рождаются массивные светила. Вероятно, это возможно в более широком диапазоне сред.

Это первые результаты программы космического телескопа Джеймса Уэбба eXtreme UV Environments (XUE). В фокусе этой инициативы — изучение характеристики дисков, образующих планеты, в регионах, где формируются массивные звезды.

Программа XUE нацелена в общей сложности на 15 дисков в трех областях туманности Лобстер (также известной как NGC 6357). Это облако пыли и газа, расположенное примерно в 5500 световых годах от Земли в созвездии Скорпиона. Лобстер — одна из самых молодых и близких к нам областей звездообразования, в которой находятся одни из наиболее массивных звезд в нашей галактике. Массивные звезды более горячие и, следовательно, испускают больше ультрафиолетового (УФ) излучения. Это может рассеять газ в диске, в результате чего их ожидаемое время жизни потенциально сократится до миллиона лет. 

Благодаря Уэббу астрономы теперь получили возможность изучать влияние УФ-излучения на внутренние области, образующие каменистые планеты, в протопланетных дисках вокруг таких звезд, как наше Солнце.

"Уэбб — единственный телескоп с пространственным разрешением и чувствительностью, подходящими для изучения планетообразующих дисков в регионах, где формируются массивные звезды", — говорит руководитель группы Мария Клаудия Рамирес-Таннус из Института астрономии Макса Планка в Германии.

Астрономы стремятся охарактеризовать физические свойства и химический состав частей протопланетных дисков в туманности Лобстер, в которых рождаются каменистые планеты. Для этого они используют спектрометр среднего разрешения Уэбба (MRS) и инструмент среднего инфракрасного диапазона (MIRI). Первые полученные результаты наблюдений описывают протопланетный диск под названием XUE 1, который находится в звездном скоплении Pismis 24.

Из-за своего расположения рядом с несколькими массивными звездами, XUE 1 на протяжении всей своей жизни постоянно подвергался воздействию сильного ультрафиолетового поля. Тем не менее, в этой экстремальной среде команда все же выявила ряд молекул, которые являются строительными блоками каменистых планет.

"Мы обнаружили, что внутренний диск вокруг XUE 1 удивительно похож на диски в близлежащих регионах звездообразования, — говорит член команды Ренс Уотерс из Университета Радбауд в Нидерландах. — Мы нашли воду и другие молекулы, такие как окись углерода, диоксид углерода, цианистый водород и ацетилен. Однако обнаруженное излучение оказалось слабее, чем предсказывали некоторые модели. Это может означать небольшой внешний радиус диска".

"Мы были удивлены, потому что впервые эти молекулы были обнаружены в таких экстремальных условиях", — добавляет Ларс Куиджперс из Университета Радбауд. 

Команда также выявила на поверхности диска небольшие, частично кристаллические силикатные пылинки. Они считаются строительными блоками каменистых планет.

Эти результаты являются хорошей новостью с точки зрения формирования скалистых планет. Прежде всего потому, что  условия во внутреннем диске напоминают зафиксированные в других, хорошо изученных дисках, расположенные в близлежащих регионах звездообразования, где рождаются только звезды малой массы. Это говорит о том, что каменистые планеты могут формироваться в гораздо более широком диапазоне сред, чем считалось ранее.

Команда отмечает, что оставшиеся наблюдения программы XUE имеют решающее значение для установления общности этих условий.

"XUE1 показывает нам, что условия для образования каменистых планет существуют, поэтому следующим шагом будет проверка, насколько это распространено, — говорит Рамирес-Таннус. — Мы будем наблюдать за другими дисками в том же регионе, чтобы определить частоту, с которой встречаются эти условия".

Эти результаты были опубликованы в The Astrophysical Journal.