Американские ученые из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики разработали модель, которая позволяет находить угарный газ в протопланетных дисках. В космосе его частицы превращаются в лед, а не в газ, поэтому до сих пор астрономы недооценивали его содержание. Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy.
Угарный газ (монооксид углерода) часто встречается в протопланетных дисках — дисках плотного газа вокруг молодой звезды. Именно по угарному газу ученые определяли множество характеристик этих дисков: их массу, состав, температуру. Однако наблюдения, которые проводились в последние десятилетия, заставили ученых полагать, что они регистрируют гораздо меньше угарного газа, чем его содержится в небесных телах на самом деле.
Согласно расчетам американских ученых, в наблюдениях содержание угарного газа в 3-100 раз меньше, чем на самом деле. Причем точность его определения зависит от типа системы. Поэтому ученые разработали астрофизическую модель, которая позволяет точнее определить угарный газ. В ней отражено, как с физической точки зрения вокруг частиц вещества образуется лед. Модель точно отслеживает положение льда, показывает, на какой частице он находится, каков ее размер и как она движется относительно других частиц. Изначально такая модель была использована для изучения облаков вокруг экзопланет — планет, которые находятся за пределами Солнечной системы. Однако теперь исследователи применили измененную модель к протопланетным дискам, чтобы определить содержание монооксида углерода в них. Полученные данные астрономы сравнили с реальными наблюдениями, сделанными с помощью радиотелескопа ALMA. Исследователи обратили внимание на диски TW Hya, HD 163296, DM Tau и IM Lup. Результаты расчетов и наблюдений оказались очень похожими. Поэтому ученые сделали вывод, что в протопланетных дисках угарный газ содержится в частицах льда, которые пока что трудно засечь с помощью телескопа.
Исследователи показали, что в первый миллион лет существования протопланетных дисков монооксид углерода в них содержится в газообразном состоянии, поэтому его можно легко определить. Однако впоследствии в дисках образуются частицы льда, в которые попадает и угарный газ, из-за чего он становится «невидим» для телескопов. Результаты исследования меняют представления ученых о распределении газа и льда в дисках, а также доказывают, что при разработке моделей важно обращать особое внимание на фундаментальные принципы функционирования систем.
Исследователи надеются, что их результаты будут подтверждены наблюдениями на телескопе NASA James Webb. Его мощности может быть достаточно, чтобы увидеть частицы льда в дисках.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
