Откуда берётся угарный газ в экзокометных поясах: учёные нашли объяснение

Учёные установили, что запасы газа в экзокометных поясах, богатых угарным газом, пополняются за счёт выделения этого газа экзокометами, а не наследуются от протопланетных дисков. К такому выводу астрономы пришли после анализа данных, собранных с помощью телескопа VLT. Препринт исследования опубликован на сайте arXiv.org. Экзокометные пояса обнаружены как минимум в 20% экзопланетных систем. В Солнечной системе аналогом является Пояс Койпера, находящийся за орбитой Плутона. Изначально предполагалось, что такие пояса состоят из пыли и планетезималей — каменных и ледяных тел размером более километра. Однако позже в более чем двадцати экзокометных поясах были обнаружены запасы газа, преимущественно угарного. Эти системы подразделяются на две группы: с низким и высоким содержанием газа. Существуют две теории, объясняющие наличие газа в экзокометных поясах. Первая предполагает, что газ остался от протопланетного диска, где молекулярный водород защищает угарный газ от фотодиссоциации. Вторая теория утверждает, что угарный газ образуется непосредственно в поясе за счёт выделения из поверхностей экзокомет, а защиту от излучения обеспечивают углеродосодержащие молекулы. Для бедных газом поясов первая теория подходит для старых систем, а вторая — для молодых. Однако в случае с богатыми газом поясами сделать однозначные выводы сложнее. Группа астрономов под руководством Кевина Смита из Тринити-колледжа изучила природу угарного газа в богатых газом экзокометных поясах. Для этого они проанализировали спектроскопические данные, полученные с помощью инструмента CRIRES+, установленного на комплексе телескопов VLT, и провели наблюдения за поясами у звёзд HD 110058 и HD 131488. Эти молодые звёзды спектрального класса А обладают наиболее богатыми угарным газом экзокометными поясами. Исследователи провели первые прямые измерения содержания молекулярного водорода в поясах и не обнаружили значительного его количества. Полученные данные указывают на различия в составе газа в поясах по сравнению с первичным газом в протопланетных дисках. Расчётная колонковая плотность водорода не способна обеспечить защиту угарному газу от фотодиссоциации, что подтверждает теорию о пополнении поясов угарным газом за счёт его выделения экзокометами. Кроме того, было обнаружено, что распределение экзокомет у звезды Бета Живописца схоже с распределением комет в Солнечной системе, что указывает на общие механизмы формирования комет в планетных системах.