Сверхновые назвали основным поставщиком короткоживущих изотопов в протопланетные диски
Астрономы на примере комплекса областей звездообразования в созвездии Змееносца проследили пути транспорта изотопа алюминия-26 из межзвездной среды в протопланетные диски. Оказалось, что чаще всего он рождается во время взрывов сверхновых и способен широко распространяться по протопланетному диску, приводя к его глобальному нагреву. Статья опубликована в журнале Nature Astronomy.
Включения, богатые кальцием и алюминием (CAI), которые находят в метеоритах типа хондритов, считаются одними из первых твердых тел, образовавшихся в Солнечной системе путем конденсации в протопланетном диске. Анализ подобных включений ранее выявил аномалии в их изотопном составе, которые говорят о том, что Солнечная система должна была зародиться вблизи источника короткоживущих радионуклидов, таких как 26Al, чтобы те могли попасть в состав планетезималей до того, как распадутся. Признаки наличия 26Al в виде гамма-излучения астрономы находили только в нескольких близлежащих областях звездообразования, поэтому картина того, как именно короткоживущие радионуклиды способны попадать из межзвездной среды в протопланетный диск, долгое время была неполной.
Группа астрономов во главе с Джоном Форбсом (John Forbes) из Центра вычислительной астрофизики Института Флэтайрон опубликовала результаты анализа данных мультиволновых наблюдений за комплексом звездообразования в созвездии Змееносца при помощи космических гамма-обсерватории «Комптон», инфракрасной обсерватории «Гершель» и телескопа Planck, а также наземного телескопа VISTA. Ученые хотели разобраться во взаимодействии межзвездной среды и протозвезд и обменом между ними изотопом 26Al.
Ученые подсчитали, что в облаке L1688, входящем в комплекс и содержащим множество ядер из плотного газа и протозвезды, содержится 1,1×10–4 массы Солнца в виде 26Al. Также было замечено, что поток, поставляющий изотоп в облако, исходит от звездной ассоциации Верхней Скорпиона, входящей в ассоциацию Скорпион – Центавр. Они построили модель транспорта 26Al из межзвездной среды к протозвездам: первоначально изотоп возникает в результате взрыва сверхновой или входит в состав мощных ветров от массивных звезд типа Вольфа-Райе, затем обогащает собой газ до момента образования протозвездных ядер, а затем широко распространяется по самим ядрам. Учитывая, что распад этого нуклида приводит к тепловыделению, и если разброс возрастов CAI невелик, как в случае Солнечной системы, то протопланетные диски должны подвергаться процессу глобального нагрева.
Исследователи также оценили вероятность возникновения каждого из типов источника 26Al: сценарий с преобладанием сверхновых (это означает, что, по крайней мере, 90 процентов 26Al, наблюдаемого сегодня, было рождено в результате вспышек сверхновых) происходит примерно в 59 процентах случаев, тогда как сценарий с преобладанием звезд типа Вольфа-Райе может возникнуть примерно в 27 процентах случаев. Тем не менее сценарий, где есть несколько источников, по мнению авторов кажется более верным, чем просто взрыв одной сверхновой.
Ранее мы рассказывали о том, как ученые выяснили, что найденный недавно в Сахаре метеорит — самая древняя из известных магматических пород и фрагмент коры протопланеты.
Александр Войтюк
Это первый известный гидрид металлов в атмосферах экзопланет
Астрономы при помощи наземных телескопов достоверно обнаружили гидрид хрома в атмосфере горячего юпитера WASP-31b. Это первый случай подтвержденного открытия гидрида металлов в атмосферах экзопланет. Статья опубликована в журнале The Astrophysical Journal Letters. Линии гидридов и оксидов металлов используются астрофизиками при спектроскопических исследованиях атмосфер очень холодных звезд и коричневых карликов для их классификации и определения некоторых свойств — например, металличности или наличия облаков. Горячие экзогиганты могут обладать температурой, сравнимой с температурой коричневых карликов (а порой и звезд), поэтому в них тоже можно найти оксиды и гидриды металлов, которые влияют на свойства их атмосфер, например, вызывают температурную инверсию. Неоднократные поиски на горячих и теплых экзопланетах гидридов железа и хрома уже давали интересные кандидатуры, однако эти результаты основаны на спектроскопии низкого разрешения, что затрудняет достоверную идентификацию различных соединений и не позволяет сделать однозначных выводов. Группа астрономов во главе с Лаурой Флэгг (Laura Flagg) из Корнеллского университета сообщила об однозначном обнаружении гидрида хрома (CrH) в атмосфере горячего юпитера WASP-31b. Для этого ученые проанализировали данные спектроскопических наблюдений высокого разрешения, проведенных при помощи спектрографов GRACES и UVES, установленных на наземных телескопах «Джемини-Север» и VLT. Наблюдения велись в 2017 и 2022 году, во время транзитов планеты по диску звезды. Масса WASP-31b оценивается в 0,478 массы Юпитера, а радиус — в 1,549 радиуса Юпитера, она совершает один оборот вокруг своей звезды спектрального класса F5 за 3,4 дня и обладает равновесной температурой 1481 кельвин, а также очень низкой плотностью. Ранее в атмосфере экзопланеты уже был обнаружен гидрид хрома, однако тогда данные казались не до конца убедительными — статистическая значимость открытия составила 3,3 сигма. В текущем исследовании статистическая значимость обнаружения гидрида хрома составляет 5,6 сигма, что делает WASP-31b первой экзопланетой с подтвержденным наличием гидрида металла. Авторы отмечают, что текущие возможности наземной спектроскопии высокого разрешения для поисков гидридов и оксидов металлов на других экзопланетах ограничены и для новых открытий стоит использовать космические телескопы, такие как «Джеймс Уэбб», а также будущие крупные наземные телескопы следующего поколения. Ранее мы рассказывали о том, как астрономы впервые отыскали барий, самарий и тербий в атмосферах ультрагорячих юпитеров — это самые тяжелые найденные на сегодня элементы в атмосферах экзопланет.