Ученые полагают, что планетарные системы, подобные нашей, содержат больше каменистых, чем богатых газом объектов. К ним относятся вращающиеся вокруг Солнца Меркурий, Венера, Земля и Марс, а также пояс астероидов и объекты пояса Койпера, такие, как Плутон.

Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, с другой стороны, содержат в основном газ. Но ученым также давно известно, что масса материи в дисках, образующих планеты, в 100 раз превышает массу твердого тела. Это приводит к вопросу: когда и как большая часть газа покидает зарождающуюся планетарную систему?

Ответы дает новое исследование, проведенное Наманом Баджаджем из Университета Аризоны. Используя космический телескоп Джеймс Уэбб, команда получила изображения такой зарождающейся планетной системы в процессе активного выброса материи в окружающее пространство.

"Это знание дает нам лучшее представление о том, сколько времени газообразным планетам нужно потреблять газ из своего окружения, — объясняет Баджадж. — Благодаря беспрецедентному взгляду на эти диски, окружающие молодые звезды и места рождения планет, космический телескоп помогает нам узнать, как они формируются".

По словам ученого, на самых ранних стадиях этого процесса, космические объекты объединяются во вращающийся диск газа и микроскопической пыли вокруг молодой звезды. Эти частицы слипаются вместе, образуя все большие и большие куски, называемые планетезималями. Со временем они сталкиваются и слипаются, в конечном итоге образуя планеты. Их тип, размер и расположение зависят от количества доступного материала и того, как долго он остается на диске.

"Короче говоря, результат формирования планет зависит от эволюции и распространения диска", — подводит итог Баджадж.

В основе этого открытия лежат наблюдения за T Cha, молодой звездой, возраст которой составляет около 4,6 миллиарда лет. Окутанное разрушающимся околозвездным диском светило выделяется, благодаря огромному разрыву в пелене пыли. Его размер составляет примерно 30 астрономических единиц.

Баджадж и его команда впервые смогли получить изображение дискового ветра, то есть газа, покидающего образующий планету диск. Астрономы воспользовались чувствительностью телескопа к свету, испускаемому атомом, когда высокоэнергетическое излучение отрывает один или несколько электронов из его ядра. Этот процесс известен как ионизация, и излучаемый в ходе нее свет можно использовать как своего рода химический "отпечаток пальца". В случае системы T Cha он позволяет выделить два благородных газа: неон и аргон. Наблюдения также ознаменовали собой первый случай обнаружения двойной ионизации аргона в диске, образующем планету, пишет команда в статье.

Кроме того, группа также определила, что внутренний диск развивается в очень короткие сроки, всего в несколько десятилетий. Ученые обнаружили, что спектр, наблюдаемый космической обсерваторией, отличается от более раннего, обнаруженного телескопом Спитцер. По словам Ченгьян Се из Университета Аризоны, который возглавляет работу над пока незавершенным исследованием, несоответствие можно объяснить небольшим асимметричным диском внутри T Cha, потерявшим часть своей массы за короткие 17 лет, прошедших между двумя наблюдениями.

"Это также намекает на то, что диск T Cha находится в конце своей эволюции, — говорит Се. — Возможно, мы сможем стать свидетелями рассеивания всей массы пыли во внутреннем диске".

Исследование опубликовано в Astronomical Journal.