Планеты возникают одновременно со звёздами?

Астрономы, исследовавшие самые старые во Вселенной звёзды, исходили из предположения, что «зародыши» планет — планетезимали — начинают формироваться тогда, звезда, вокруг которой в будущем возникнет планетная система, ещё не полностью сформировалась, а вот после того, как звезда достигает своих окончательных размеров, уже начинают образовываться и сами планеты. Как именно это происходит, учёные представляют себе более-менее неплохо, а вот когда начинается этот процесс — вопрос, который всё ещё ясен не до конца.

Астрономы из Кембриджского университета попытались это прояснить, и у них получилось, что образование звёзд и планет — процесс синхронный. Для разрешения этого вопроса учёные исследовали атмосферы белых карликов — постепенно потухающих звезд, уже израсходовавших своё топливо, в которых уже почти не идут термоядерные реакции. В атмосферах части таких звёзд — так называемых загрязнённых белых карликов — содержится множество тяжелых элементов, таких как магний, железо и кальций.

Более чем вероятно, что источником этих элементов являются небольшие тела — астероиды и планетезимали, так и не набравшие массу, чтобы стать планетами, которые, сблизившись со звёздами, упали на них и сгорели в их атмосферах. Это позволяет, изучив спектры атмосфер загрязнённых белых карликов, многое узнать о составе и условиях формирования таких малых тел.

Согласно общепринятой теории формирования планетных систем, планеты начинают формироваться в протопланетном диске, который в основном состоит из вращающихся вокруг новорожденной звезды водорода, гелия и мельчайших частиц льда и пыли. Твёрдые частицы постепенно слипаются, образуя все более и более крупные тела. Некоторые из них продолжают в том же духе, становясь каменистыми планетами, при везении и наличии достаточного количества лёгких элементов вокруг — и газовыми или ледяными гигантами, а некоторые так и остаются астероидами.

Изучив спектры атмосфер 200 загрязненных белых карликов из ближайших галактик, учёные установили, что упавшие на звёзды, чтобы дать им тяжёлые элементы, астероиды были расплавлены. А расплавлены они могли быть только за счёт тепла радиоактивного распада очень короткоживущих изотопов, существовавших только на самых ранних этапах существования планетной системы, но распавшихся буквально за первый миллион лет.

Получается, что астероиды расплавило нечто, существовавшее очень в самом начале формирования планетной системы, соответственно процесс формирования планет тоже должен был начаться сразу же после образования звезды. Исследователи к тому же полагают, что газовые гиганты Солнечной системы — Юпитер и Сатурн, достигли тех размеров, которые мы видим сейчас, отнюдь не сразу.