Каменные планеты начали формироваться всего через 100 миллионов лет после Большого взрыва

Сверхновые первых звёзд разнесли по новым галактическим облакам углерод, кислород и железо, а компьютерное моделирование выявило в одном из формирующихся планетных дисков почти земные запасы воды

Первые каменистые планеты могли получить необходимые для их формирования компоненты всего через 100 миллионов лет после Большого взрыва. Этот вывод был сделан благодаря новому компьютерному моделированию сверхновых первых звёзд Вселенной. Эти звёзды, относящиеся к «Звёздам III населения», представляли собой самые ранние звёзды, которые были чрезвычайно массивными и завершали своё существование мощными взрывами, разбросывая в окружающее пространство углерод, кислород, железо и другие тяжелые элементы, необходимые для образования твёрдых планет.

Особенно мощные были сверхновые с парной неустойчивостью (pair-instability supernova) — взрывы, при которых особенно массивная звезда полностью разрушается и выбрасывает в пространство более 100 солнечных масс тяжёлых элементов. Обогащённые этими элементами облака газа затем могут подвергаться сжимающим силам собственной гравитации. В результате вокруг формирующейся звезды образуется вращающийся диск из газа и твёрдого вещества — аналог протопланетного диска, из которого позже возникла Солнечная система.

В моделировании Дэниела Уэлена (Daniel Whalen), астрофизика из Портсмутского университета, такой диск возник вокруг молодой звезды с массой примерно 70% от массы Солнца. На расстоянии от звезды, сопоставимом с расстоянием между Землёй и Солнцем, в диске накопилось достаточно твёрдого материала для формирования планетезималей с массой, сравнимой с несколькими массами Земли. Это указывает на то, что после первых космических взрывов уже существовали условия для формирования относительно небольших твёрдых объектов, хотя сами расчёты моделируют именно строительные материалы и предшественников планет, а не завершённые планеты.

Наиболее неожиданным результатом стало наличие воды. В моделируемом диске её было лишь в несколько раз меньше, чем материала, доступного для формирования Солнечной системы. По словам авторов исследования, это допускает возможность, что формирующиеся планеты могли получить воду аналогичным образом: из оставшегося после формирования планетоподобной системы вещества. Таким образом, необходимые для каменистых планет твёрдые материалы и вода могли присутствовать рядом с молодыми звёздами уже примерно через 100 миллионов лет после начала существования Вселенной.

Возраст Вселенной сегодня составляет примерно 13,8 миллиарда лет, поэтому речь идёт о крайне ранней эпохе её истории. Авторы полагают, что полученные результаты указывают на вероятность формирования планет гораздо раньше, чем предполагалось, и поднимают вопрос о том, могли ли потенциально обитаемые миры возникнуть в ранней Вселенной.