Протопланетных дисков с большими массами слишком мало

Эта так называемая «минимальная масса солнечной туманности» (MMSN) рассчитывается, исходя из текущих масс каменистых планет с учетом условий их образования; минимальная масса используется в том случае, если механизм формирования планет оказывается по какой-либо причине менее эффективным, чем ожидалось.

Астроном из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики Шон Эндрюс (Sean Andrews) и его коллеги изучали ранние этапы формирования протопланетных дисков вокруг других звезд, используя тот факт, что такие диски охлаждаются и испускают излучение в основном в инфракрасном и субмиллиметровом диапазонах. Команда использовала субмиллиметровую камеру, установленную на телескопе Джеймса Кларка Максвелла на Гавайях, для составления карты излучающейся пыли в кластере молодых звезд, известного как IC348, располагающегося в молекулярном облаке Персея, что примерно в тысяче световых лет от нас. Согласно оценкам, возраст этого скопления звезд составляет от 2 до 3 миллионов лет, поэтому планетные системы составляющих его звезд должны быть развиты лишь частично.

Ученые обнаружили тринадцать субмиллиметровых точечных источников, указывающих на протопланетные диски, внутри облака, численность «населения» которого составляет около трехсот семидесяти известных объектов. По светимости обнаруженных источников ученые смогли оценить массы дисков, которые лежали в диапазоне от 1,5 до 16 масс Юпитера – то есть, оказались меньше величины MMSN. Эти результаты свидетельствуют о том, что протопланетные диски, настолько же массивные, что и диск ранней Солнечной системы, встречаются во Вселенной довольно редко. Кроме того, допуская, что все не обнаруженные источники субмиллиметрового излучения представляют собой менее яркие в этом диапазоне диски, имеющие очевидно меньшие размеры, астрономы объединили данные наблюдений всех источников и оценили массу среднего протопланетного диска: она составила половину массы Юпитера. Таким образом, заключают исследователи, лишь менее 1 % звезд во Вселенной обладают дисками с массой, достигающей MMSN.