Поскольку в ту эпоху во Вселенной почти не было железа, первые экзопланеты сложены из алмазов и графита.
Астрономы из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики изучили вопрос о том, могли ли планеты земного типа сформироваться в ранней Вселенной, где еще не было значительных количеств железа и силикатов, ставших основой для формирования Земли. Оказалось, что это вполне возможно, хотя их строение с нашей точки зрения будет весьма экзотическим. Соответствующая статья направлена на публикацию в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, а ее препринт доступен на сайте Корнелльского университета.
Современные планеты типа Земли образуются из пыли протопланетных дисков, большая часть которой состоит из силикатов и железа. Однако так было не всегда. Первые миллиарды лет после Большого Взрыва тяжелых элементов во Вселенной было очень мало, существовали только водород, гелий и очень немного лития. Поэтому первое поколение звезд (100 миллионов лет после Взрыва), по всей видимости, не имело планет – им не из чего было формироваться. Ведь диск из одних легких газов вокруг молодой звезды быстро «сдувается» давлением ее света и не успевает образовать крупные «комки».
Лишь когда первые светила взорвались как сверхновые, наработанные ими тяжелые элементы стали распространяться по галактикам. Из них сформировались новые звезды, в которых уже был углерод, азот, кислород, но почти не было железа. Здесь диск у молодой звезды был уже насыщен первой пылью, но позволяла ли она образовываться планетам – до сих было непонятно.
Авторы новой работы провели моделирование того, что происходит с пылью в газопылевых дисках вокруг таких звезд второго поколения. Как оказалось, несмотря на отсутствие железа, пылевые частицы имеют довольно сходные размеры с теми, из которых образовалась Земля. Притом они довольно тяжелы, и их «выталкивание» световым давлением длится достаточно времени, чтобы газопылевой диск как бы пошел «комками», то есть стал протопланетным. Причем планеты в нем могут формироваться на удалении до 20 астрометрических единиц от светила, то есть на дистанциях, близких к тем, что и в Солнечной системе.
Анализ результатов планетообразования в системах богатых углеродом звезд дал несколько неожиданный итог – оказалось, что соотношение массы и радиуса для них будет очень похожим на планеты с железо-силикатным ядром, вроде нашей. Фактически, отличить Землю от углеродной планеты на расстоянии вообще очень сложно. Соответственно, гравитация на планете с насыщенным алмазами ядром и графитовой корой будет крайне близкой к спектру значений современных планет и к привычной для нас земной силе тяжести. Однако на ее поверхности будет почти невозможно найти любые металлы и даже достаточно твердые камни (разве что самородные алмазы).