Что бывает, когда в космосе не хватает материи для формирования планет?

Процесс формирования планет, на самом деле, похож на сборку конструктора: поначалу кажется, что в открытом космосе есть бесконечного много ресурсов для создания самых разных объектов. Но в реальности детали рано или поздно могут закончиться — как в конструкторе, так и в космосе. Портал popsci.com рассказал, почему так получается.

Звезды и их планеты формируются из больших облаков газа и пыли, парящих в открытом космосе. Сначала ядро облака сжимается под воздействием гравитации, чтобы сформировать центральную звезду, а оставшиеся материалы рано или поздно превращаются в планеты на орбите светила. Ключевой момент здесь в том, что звезды и планеты состоят из одних и тех же элементов — по составу звезды можно понять, из чего «собраны» планеты в ее системе.

Процент содержания металлов (веществ тяжелее водорода и гелия) в звезде называют «металличностью». Звездная металличность — один из первых параметров, который астрономы учитывают при различных компьютерных симуляциях. Она также может подсказать возраст звезды в контексте вселенной: звезды первых поколений обладают меньшей металличностью, потому что в их ядрах сформировалось меньше тяжелых элементов.

Астрономы долгое время предполагали, что звезды с меньшей металличностью также имеют меньше планет в системе из-за недостатка «стройматериалов» для их формирования. Причем рано или поздно дефицит металлов может дойти до такой степени, что на формирование объектов планетарных масштабов просто не останется ресурсов. Но раньше никто не мог отыскать доказательства существования этой черты.

Следуя принципу «чем меньше металличность, тем меньше планет» предыдущие телескопы, охотившиеся за экзопланетами, специально нацеливались на солнцеподобные звезды. Однако новый спутник NASA под названием TESS пошел другим путем: авторы научной работы отыскали 100 000 наименее металличных звезд, после чего изучили их планеты. В итоге астрономы не нашли ни одной супер-Земли.

Иными словами, лимит по металличности существует, и он составляет менее трети от концентрации тяжелых элементов на Солнце. Так как первые звезды практически не имели металлов, возможно, на их орбитах и вовсе не было планет.