Первые «ингредиенты» для каменных планет могли появиться всего через 100 млн лет после Большого взрыва

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

Первые каменные планеты могли получить необходимые для формирования ингредиенты уже через 100 млн лет после Большого взрыва. К такому выводу привело новое компьютерное моделирование сверхновых первых звёзд Вселенной. Эти звёзды, «Звёздам III населения», самому раннему поколению звёзд, были чрезвычайно массивными и завершали жизнь мощными взрывами, которые разбрасывали в окружающее пространство углерод, кислород, железо и другие тяжёлые элементы, необходимые для формирования твёрдых планет.

Особенно мощными были сверхновые с парной неустойчивостью (pair-instability supernova) — взрывы, при которых особенно массивная звезда полностью разрушается и выбрасывает в окружающее пространство более 100 масс Солнца тяжёлых элементов. Обогащённые ими облака газа затем могут сжиматься под действием собственной гравитации. В результате вокруг формирующейся звезды возникает вращающийся диск из газа и твёрдого вещества — аналог протопланетного диска, из которого впоследствии образовалась Солнечная система.

В моделировании Дэниела Уэлена (Daniel Whalen), астрофизика из Портсмутского университета, такой диск возник вокруг молодой звезды с массой около 70% массы Солнца. На расстоянии от звезды, сопоставимом с расстоянием от Земли до Солнца, в диске накопилось достаточно твёрдого материала для формирования планетезималей массой, сопоставимых с несколькими массами Земли. Это означает, что после первых космических взрывов уже существовали условия для формирования относительно небольших твёрдых объектов, хотя сами расчёты моделируют именно строительный материал и предшественников планет, а не готовые планеты.

Самым неожиданным результатом стало наличие воды. В моделируемом диске её было лишь в несколько раз меньше, чем материала, доступного при формировании Солнечной системы. По словам авторов работы, это допускает сценарий, при котором формирующиеся планеты могли получить воду аналогичным образом: из оставшегося после образования планетоподобной системы вещества. Таким образом, необходимые для каменных планет твёрдые материалы и вода могли присутствовать рядом с молодыми звёздами уже примерно через 100 млн лет после начала существования Вселенной.

Возраст Вселенной сегодня оценивается примерно в 13,8 млрд лет, поэтому речь идёт о чрезвычайно ранней эпохе её истории. Авторы считают, что результат указывает на возможность формирования планет значительно раньше, чем предполагалось, и ставит вопрос о том, могли ли потенциально обитаемые миры появиться в ранней Вселенной.