Группа астрофизиков провела исследование, чтобы более полно понять процессы формирования планет в звёздных средах с низкой металличностью. Согласно предыдущим исследованиям, формирование пылевых частиц размером, достаточным для формирования каменистых планет, требует плавного роста от микрометрового размера до размеров планетезималей. Однако механизмы, связанные с этим процессом в средах с низкой металличностью, остаются пока плохо понятыми.

Для своего исследования астрофизики провели глобальное моделирование эволюции вязкого диска. Они учли рост пылевых зёрен, испарение и конденсацию химических веществ на снеговых линиях. Исследователи также изучили разные уровни металличности, размеры дисков и силу турбулентной вязкости.

В результате исследования было установлено, что при солнечной и подсолнечной металличности* происходит значительное увеличение массового соотношения пыли и газа в средней плоскости у снеговых линий, однако это приводит к формированию планетезималей только у линии водяного льда. При металличности [Fe/H] = -0,6 (значение -0,6 указывает, что в данном случае количество железа немного меньше, чем в Солнце) возможно образование нескольких планетезималей земной массы.

Оказалось, что в условиях экстремальных условий протопланетных дисков более крупные диски предпочтительнее маленьких для образования большого количества планетезималей с фиксированной металличностью, так как галька может сохраняться в течение более длительного времени, что приводит к более эффективному формированию планетезималей.

При более низкой металличности наблюдается меньшая поддержка образования планетезималей в покоящихся дисках по сравнению с турбулентными дисками, так как галька может поддерживаться в течение более длительного времени. В симуляциях было обнаружено, что количество планетезималей, образованных при подсолнечной металличности, ограничивает размеры ядра, что может привести только к формированию суперземель.

«Подсолнечная металличность» — термин, который используется для описания уровня металличности, сравнимого с уровнем содержания металлов в Солнце. Уровень металличности измеряется по сравнению с концентрацией железа (Fe) в Солнце. Если значение металличности равно 0 (нулевая металличность), то это означает, что количество металлов в звезде такое же, как в Солнце.