Планети на кшталт Землі могли з’явитися у Всесвіті значно раніше, ніж вважали астрономи. Нове комп’ютерне моделювання показало, що перші планетезималі — будівельні блоки майбутніх кам’янистих планет — могли сформуватися лише через 100 мільйонів років після Великого вибуху.
Для порівняння: Всесвіту сьогодні близько 13,8 мільярда років, а 100 мільйонів років — це менше 1% його нинішнього віку.
Перші зорі підготували матеріал для планет
Одразу після Великого вибуху Всесвіт складався переважно з водню та гелію. Елементів, необхідних для створення кам’янистих планет — заліза, кремнію, вуглецю та кисню, — майже не було. Ситуація змінилася після появи перших масивних зір. Наприкінці свого життя вони вибухали як наднові й розкидали важкі елементи навколо себе.
Особливо потужними могли бути так звані наднові парної нестабільності. Деякі з них здатні повністю зруйнувати зорю та викинути в космос величезну кількість важких елементів. Саме такий матеріал міг стати сировиною для перших планетних систем.
Планетезималі з’явилися напрочуд швидко
Команда дослідників під керівництвом учених, серед яких був Даніел Вейлен з Університету Портсмута, змоделювала подальшу долю збагаченого важкими елементами газу. Після вибуху наднової газова хмара стискалася під дією гравітації, утворюючи відносно невелику зорю та диск із газу й пилу навколо неї. У такому диску поступово накопичувалися тверді частинки, які зіштовхувалися та злипалися.
Моделювання показало, що навколо зорі масою приблизно 70% від сонячної могло накопичитися кілька мас Землі планетезималей на відстанях, близьких до земної орбіти. Це важливий результат, адже планетезималі є першим великим етапом на шляху від космічного пилу до повноцінних кам’янистих планет.
А як щодо води?
Найцікавіше, що в змодельованому протопланетному диску була й вода. Її кількість була лише у кілька разів меншою, ніж у матеріалі, з якого сформувалася наша Сонячна система.
Планетезималі поблизу зорі спочатку залишалися відносно сухими, оскільки формувалися всередині снігової лінії — області, де температура не дозволяє водяному льоду легко зберігатися. Однак пізніше воду могли доставити астероїдоподібні тіла з холодніших зовнішніх частин системи. Подібний сценарій розглядають і для ранньої Землі.
Деякі такі зорі можуть існувати й сьогодні
Є ще одна деталь, яка робить відкриття особливо цікавим. Зорі малої маси живуть надзвичайно довго. Теоретично деякі з них, що сформувалися ще на зорі Всесвіту, можуть залишатися живими й зараз. Якщо навколо таких стародавніх зір справді виникали планетні системи, їхні залишки потенційно можна буде знайти в нашій Галактиці під час майбутніх спостережень.
Звісно, поки що йдеться лише про результати комп’ютерного моделювання. Вчені ще не знайшли планету, яка довела б існування такого сценарію. Але дослідження показує, що для запуску процесу формування кам’янистих світів Всесвіту, ймовірно, не знадобилися мільярди років. І це змінює перспективу пошуків життя: якщо планети могли виникнути майже на самому початку космічної історії, потенційно придатні для життя умови могли з’явитися задовго до Землі.