Как рождаются планеты из остатков умирающих звезд

Исследователи из Открытого Университета Израиля и Университета Невады в Лас-Вегасе впервые смоделировали влияние момента времени в истории галактики на состав и плотность планет.

Команда отследила весь жизненный цикл формирования планет: от рождения звезд и синтеза элементов до взрывов, столкновений и формирования внутренней структуры планет. Работа опубликована в журнале Astrophysical Journal Letters.

Планеты формируются из материалов, которые создаются внутри звезд. Состав этих материалов зависит от продолжительности жизни звезды. Массивные звезды сгорают быстро – за 10 миллионов лет – и при взрыве разбрасывают легкие элементы, такие как кислород, кремний и магний. Эти элементы формируют внешние слои каменистых планет. Напротив, звезды малой массы живут миллиарды лет, как наше Солнце, и при взрыве высвобождают более тяжелые элементы – железо и никель, необходимые для планетных ядер.

Планеты, сформировавшиеся в системах, где оба типа звезд успели внести свой вклад в протопланетный диск, содержат все разнообразие элементов. Те планеты, которые возникли только из материалов массивных звезд, имеют более крупные мантии и меньшие ядра. Если малые звезды успевают обогатить пространство тяжелыми элементами – железом и никелем – ядра планет становятся крупнее. Модель, построенная учеными в новой работе, объясняет, почему старые каменистые планеты менее плотные, чем молодые, такие как Земля.

Исследование показывает, что необходимые для развития жизни элементы появлялись не одновременно, а в разные периоды галактической истории, то есть условия для возникновения жизни формировались постепенно.