Телескопы-ветераны и «Джеймс Уэбб» помогли раскрыть загадку исчезающего льда в протопланетных дисках

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) зафиксировал редкое явление в системе молодой звезды EX Lup — сильный выброс холодного водяного пара, спровоцированный всплеском активности. Это открытие значительно меняет наши представления о процессе планетообразования и химической «наследственности», передаваемой планетам от их звёзд-родителей.

EX Lup, находящаяся в 500 световых годах от Земли, представляет собой молодую звезду на этапе стремительного роста. Подобно другим аналогичным звёздам, она периодически переживает вспышки активности, когда материя из окружающего её газопылевого диска — предшественника планет — внезапно падает на её поверхность. Эти вспышки, длящиеся от нескольких месяцев до нескольких лет, не только повышают яркость звезды, но и изменяют условия во всём её диске.

В 2008 году телескоп «Спитцер» зафиксировал сильную вспышку на EX Lup, а в 2022 и 2023 годах «Джеймс Уэбб» с помощью инфракрасного прибора MIRI исследовал последствия данного события. В спектре звезды учёные обнаружили следы холодного водяного пара, появившиеся в результате испарения льда, который обычно сохраняется в стабильной форме в удалённой части диска. Вспышка нагревает внутренние области диска, сдвигая так называемую «ледяную границу» — зону, где вода пребывает в виде льда. Это приводит к быстрому преобразованию льда в пар, минуя жидкую фазу, что напоминает испарение сухого льда при высокой температуре.

Примечательно, что даже спустя годы после вспышки уровень пара остаётся аномально высоким. Это указывает на то, что процесс возвращения воды в ледяное состояние может занимать более десятилетия. Такие задержки создают длительные изменения в химическом составе диска, оказывая влияние на формирующиеся планеты, например, увеличивая доступность воды в газовой фазе, что может влиять на её распределение в будущих планетарных системах.

Открытие подчёркивает, что вспыхи молодых звёзд — это не просто кратковременные события. Они оставляют длительное «химическое наследие», которое телескопы, такие как JWST, способны отслеживать, используя спектральные данные. Это позволяет реконструировать аккрецивную историю и предсказывать, какие молекулы окажутся в зоне формирования планет.

Учёные намерены продолжать мониторинг EX Lup и подобных объектов, чтобы глубже понять частоту и универсальность таких явлений. Это приблизит нас к разгадке процесса перехода от хаотичных газопылевых облаков к организованным планетарным системам, включая потенциально обитаемые.

Источник: iXBT