Найдавніша у Всесвіті: таємницю "неможливої" планети віком 13 млрд років розкрито (фото)

Завдяки космічному телескопу Вебба астрономи змогли розкрити давню загадку про те, як могли виникнути планети в ранньому Всесвіті. Ця загадка виникла після того, як понад 20 років тому космічний телескоп Хаббл виявив найстарішу відому планету у Всесвіті, яка утворилася тоді в історії Всесвіту, коли, як вважали астрономи, вона не могла з'явитися. Дослідження було опубліковано в журналі The Astrophysical Journal, пише Live Science.

Зірки формуються з величезних газових молекулярних хмар. Після того, як зірка виникає, весь залишковий газ та пил обвивають її у формі протопланетного диска, в якому формуються планети. Астрономи вважали, що у одних із перших зірок у Всесвіті не могли з'явитися планети, оскільки протопланетні диски не містили достатньої кількості важких хімічних елементів, таких як вуглець і залізо. Ці та інші важкі хімічні елементи створюються в ядрах зірок внаслідок термоядерного синтезу, а також в результаті смерті зірки у вигляді вибуху наднової. Астрономи вважали, що важкі хімічні елементи необхідні для того, щоб протопланетні диски могли існувати довго і не розсіювалися, що, в свою чергу, призводить до створення планет. Якщо протопланетні диски не можуть існувати довго, значить і планет не може бути у зірок в ранньому Всесвіті.

Але в 2003 році за допомогою космічного телескопа Хаббла астрономи виявили в Чумацькому Шляху на відстані приблизно 5600 світлових років від нас масивну планету, яка обертається навколо зірки в кулястому зоряному скупченні M4. Кулясті зоряні скупчення є одними з найстаріших об'єктів у Всесвіті, тому в них практично відсутні важкі хімічні елементи. Тим не менш, астрономи з'ясували, що планета, названа PSR B1620-26b, яка є газовим гігантом, існує вже приблизно 13 млрд років. Для порівняння, вік Всесвіту оцінюється в 13,8 млрд років. Це відкриття показало, що планети в настільки ранньому Всесвіті все ж могли формуватися, хоча це і вважалося неможливим.

Щоб зрозуміти умови в ранньому Всесвіті, вчені можуть вивчити об'єкти, які мають схожі характеристики з найдавнішими галактиками. Наприклад, таким об'єктом є зоряне скупчення NGC 346 у сусідній галактиці Малому Магеллановому Хмарі. Це скупчення майже не містить важких хімічних елементів і складається в основному з водню та гелію.

Спочатку вчені провели спостереження за NGC 346 за допомогою телескопа Хаббл. Астрономи виявили ознаки того, що навколо зірок протягом 20-30 млн років можуть існувати стабільні протопланетні диски. Це приблизно в 10 разів більше, ніж передбачали теорії. Щоб отримати більше даних, астрономи використали телескоп Вебба. Нове спостереження підтвердило, що навіть у середовищі, бідному важкими хімічними елементами, можуть дуже довго існувати протопланетні диски, що дозволяє формуватися планетам.

Таким чином, загадка найстарішої відомої планети та планет подібного віку, виявлених пізніше, була розкрита. Тобто існування, здавалося б, "неможливих" планет все ж можна пояснити.

Вчені вважають, що у давніх зірок протопланетні диски існували довго, оскільки відсутність більш важких хімічних елементів могло завадити зірці своїм випромінюванням швидко розсіювати цей диск. Таким чином, у планет була можливість сформуватися. З іншого боку, як вважають астрономи, молекулярне хмара, з якої створюється зірка, може бути більшою, а отже, протопланетний диск може бути також більш масивним спочатку, що дозволяє йому довго існувати.